L’elettricità è alla base della nostra vita, ma che cos’è, e come funziona? Cosa vogliono dire parole come “tensione” e “corrente”? Cosa significa avere “la due-e-venti” in casa? Scopriamolo facendo affidamento a fenomeni quotidiani che tutti conosciamo.
La corrente elettrica: spiegazione intuitiva
Per dare una spiegazione intuitiva di cosa sia e come funzioni la corrente elettrica, è utile pensare all’acqua. Infatti, la corrente che scorre nei fili elettrici è del tutto simile a un flusso d’acqua. La differenza sostanziale è che, mentre per l’acqua sono le molecole (di acqua) a scorrere nei tubi, nei fili della corrente scorrono dei piccoli oggetti chiamati elettroni.
Possiamo pensare agli elettroni come a delle palline, non poi così diverse dalla palline che costituiscono l’acqua. E così come l’acqua è in grado di azionare dei mulini ad acqua, anche gli elettroni possono azionare degli oggetti simili, delle sorte di mulini a elettroni. Questi mulini, azionati dagli elettroni, possono produrre luce, rumori, suoni o movimento! Tutti i vostri elettrodomestici contengono un grande numero di componenti elettriche, che altro che non sono che mulini a elettroni.
Dunque: la corrente è costituita da elettroni che scorrono in un filo e possono azionare delle componenti elettriche, che possiamo immaginare come piccoli mulini.
Rendiamo ora più specifica l’analogia con l’acqua, e pensiamo a una cascata artificiale. In una cascata, l’acqua è spinta verso l’alto da una pompa. Dal punto più alto, cade al punto più basso, ove si raccoglie, pronta per essere nuovamente spinta su e ricominciare il ciclo.
La caratteristica fondamentale di una cascata è la pompa. Senza di essa, l’acqua che scorre una volta dall’alto verso il basso non potrebbe farlo più di una volta. Una cosa del tutto simile accade per la corrente: è sempre necessario una batteria, o un generatore di qualche tipo, affinché gli elettroni possano ritornare al punto più alto una volta radunati nel punto più basso.
Possiamo allora immaginare un circuito elettrico come una serie di tubature in cui sia presente una pompa. E così come in una cascata l’acqua va dal punto più basso al punto più alto, nei circuiti gli elettroni vanno dal “meno” al “più”, o dal polo negativo della batteria al polo positivo. Nel mentre che scopriamo la corrente, può essere utile costruire un piccolo circuito per capire meglio.
Tensione, Volt, Ampere e intensità di corrente: cosa sono?
Ora che ci siamo fatti un’idea intuitiva della corrente, possiamo spingerci più a fondo e discutere alcune delle grandezze che si usano per misurarla.
Le grandezze fondamentali sono due: la tensione, che si misura in Volt, e l’intensità di corrente che si misura in Ampere. Per capire, torniamo all’analogia della cascata. Più la tensione è alta, più è alta la cascata; più l’intensità di corrente è alta, più la cascata è larga. In altre parole, i Volt hanno a che fare con l’impeto degli elettroni; gli Ampere con la quantità.
Così come nella natura esistono cascate altissime, ma da cui scende solo un rivo d’acqua, così possono esistere flussi di corrente ad alta tensione ma bassa intensità. In modo simile, si possono avere correnti a bassa tensione ma ad alta intensità.
Abbiamo disegnato un Electron Park in cui l’altezza e la dimensione degli scivoli per gli elettroni è proporzionale alla tensione e all’intensità di corrente. Una volta arrivati al fondo, gli elettroni prendono poi l’ascensore (vi ricordate, la pompa d’acqua?) per tornare al punto più alto e scivolare di nuovo.
Caricatori e trasformatori elettrici
Ora che abbiamo un’idea di cosa siano tensione e intensità di corrente, possiamo andare a vedere quali siano i valori di queste grandezze per gli apparecchi che usiamo quotidianamente! Il caricatore del cellulare, il caricatore del computer portatile, il microonde… tutti, più o meno nascosti, dichiarano i valori di tensione e intensità e corrente.
Per esempio, il caricatore di un computer portatile richiede corrente a 220 Volt e 1 Ampere in ingresso, ed emette corrente a 19 Volt e 2.1 Ampere.
Capita spesso di avere necessità di ricaricare il cellulare ma non avere il proprio caricatore, e l’orrida domanda ci cade addosso: farò atroce peccato nell’utilizzare il caricatore del mio amico, anche se ha un cellulare diverso? Gli spinotti sono uguali, quindi non dovrebbe fare differenza… giusto?
Di nuovo, pensare alla cascata che aziona il mulino ad acqua ci aiuta a capire. Se al mulino arriva troppa poca acqua, esso girerà più piano, o potrebbe non girare affatto. Se al mulino l’acqua arriva troppo impetuosamente, potrebbe spaccarsi. E anche con l’elettronica le regole sono simili: va bene un caricatore con Ampere maggiori del necessario, e non va bene un caricatore con Volt maggiori. Se si usa un caricatore sottodimensionato, potrebbe semplicemente non funzionare o, alla lunga, rovinare il dispositivo da ricaricare.
Prendere la scossa: cos’è che uccide?
Può sorprendere, ma né i Volt né gli Ampere sono sufficienti da soli per fare del male: è necessario che siano alti entrambi! Per capire meglio, visita la pagina Prendere la scossa: cos’è che uccide?.
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