Qual è la differenza tra campo elettrico, tensione e corrente?

lo spero non sei mai in una situazione in cui sei in pericolo a causa di una linea elettrica abbattuta, ma viva. Tuttavia, se mai dovesse accadere, il file procedura di sicurezza consigliata è allontanarsi con piccoli passi strascicati. Questo tipo di movimento ti aiuterà a evitare di rimanere scioccato.

Ovviamente l’opzione migliore è solo quella di evitare questo tipo di situazione pericolosa, ma è anche un’opportunità per parlare dell’importante fisica del perché i piccoli passi sono i migliori. Parleremo di tre grandi idee: differenza di potenziale elettrico (voltaggio), corrente elettrica e campo elettrico. Sì, sono tutti correlati e ti mostrerò come con un po ‘d’acqua e un LED. È un ottimo demo di fisica, ma prima devo esaminare le cose di base.

Corrente elettrica

Forse è meglio iniziare con la corrente elettrica. Potrebbe essere il più facile da capire. Tutto inizia con le cariche elettriche. Per quasi tutte le interazioni elettriche nella vita reale, ci sono solo due cariche. Queste due cariche sono il protone caricato positivamente e l’elettrone caricato negativamente. Sebbene queste particelle abbiano masse diverse, hanno una carica esattamente opposta. Entrambe le particelle hanno una magnitudine di carica di 1,6 x 1019 Coulomb (l’unità a pagamento). Questo valore emerge in altre situazioni, quindi la chiamiamo carica fondamentale e la rappresentiamo come “e” (abbreviazione di carica elettronica). Quindi supponi di avere un lungo cilindro fatto di un metallo come il rame (aw). Ogni atomo di questo metallo ha 29 protoni e 29 elettroni in modo tale che l’intero filo abbia una carica netta pari a zero. Tutti questi atomi di rame nel materiale interagiscono con gli atomi vicini in un modo che consente a un elettrone di spostarsi facilmente da un atomo di rame all’altro (chiamiamo questi elettroni liberi). Quando un materiale fa questo, lo chiamiamo un conduttore elettrico. Essenzialmente tutti i metalli sono conduttori.

Un bel modello è pensare a questo filo metallico come a un mucchio di cariche positive (protoni) che sono bloccate in posizione insieme a un numero uguale di cariche negative (elettroni) che possono muoversi. Tuttavia, il filo complessivo è neutro. Ora immagina che tutti questi elettroni liberi si muovano nella stessa direzione: questa è una corrente elettrica. È il flusso delle cariche elettriche.

Illustrazione: Rhett Allain

Se potessi guardare uno un singolo punto sul filo e contare il numero di elettroni in movimento (con velocità ve) che lo superano ogni secondo, questa sarebbe la corrente elettrica (io). Come equazione, assomiglia a questo:

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