La Corrente elettrica

Quando si parla di Corrente elettrica si fa quasi sempre riferimento a cariche negative, gli elettroni, che sono un elemento caratteristico della struttura atomica dei materiali. Qualsiasi materiale è composto da atomi e quindi di elettroni, a seconda degli stadi in cui si trova un materiale si può parlare di conduttività elettrica.

Cercheremo in questo articolo di introdurre la teoria fisica alla base del fenomeno. Abbiamo dedicato una intera sezione di questo blog sugli argomenti Elettrotecnica ed Elettronica.

Definizione

La corrente elettrica è un qualsiasi flusso di carica elettrica che attraversa un materiale conduttore. Nel caso di un conduttore metallico la corrente elettrica si può definire come un flusso di elettroni (cariche negative) che lo attraversa. Ci sono altri casi in cui si verifica un flusso di cariche positive, come ad esempio gli ioni positivi nelle soluzioni elettrolitiche. Quindi la corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche tra due punti, ovvero la variazione della quantita di Carica nell’unita di tempo:

  • I = ΔQ/ Δt

Nel SI si misura in Coulomb al secondo,

  • 1 Coulomb/sec. = 1 Ampere

Un circuito elettrico è un percorso chiuso che una carica percorre fino a ritornare al punto di partenza.

Il verso

La direzione delle cariche elettriche dipende dal fatto che esse siano positive o negative. Definiamo in modo convenzionale il verso della corrente elettrica, come la direzione del flusso di carica positiva. Nelle applicazioni pratiche il verso della corrente è importante per il corretto funzionamento dei circuiti elettronici, mentre è di minore importanza nei circuiti elettrici. L’intensità di corrente, indicata usualmente col simbolo I (I maiuscola), è assunta come grandezza fondamentale nel sistema internazionale. La sua unità di misura è l’Ampere e da essa si ricava l’unità di misura della carica elettrica, il Coulomb, che è la quantità di carica trasportata da una corrente con intensità pari ad 1 Ampere nell’unità di tempo di 1 Secondo (1 C = 1 A×s). L’intensità della corrente elettrica viene misurata con l’amperometro.

Verso della corrente elettrica

Abbiamo visto che una batteria sfrutta processi chimici per produrre una differenza di potenziale ai suoi estremi (terminali o poli). Quando colleghiamo una batteria ad una lampadina si può verificare l’attivazione di un flusso di corrente che attraversa la lampadina. Tra i poli di una batteria non connessa a un circuito esiste una differenza di potenziale, la forza elettromotrice o fem (ε). Non bisogna lasciarsi ingannare dal nome, la fem non è una forza ma un potenziale elettrico e nello specificao rappresenta il lavoro necessario per spostare una carica ΔQ da un polo all’altro:

  • L = ΔQ ε

Il verso della corrente – dal polo positivo al polo negativo – fu deciso prima che si scoprisse la carica negativa degli elettroni. Perciò il verso della corrente in un circuito elettrico è quello che avrebbe una carica positiva. Gli elettroni si muovono nel verso opposto.

Caratteristiche

La corrente elettrica è una grandezza fisica di fondamentale importanza nella tecnologia e negli usi più comuni. Essa è legata alla teoria dei circuiti, all’elettrotecnica ed all’elettronica. Un gran numero di applicazioni utilizza la corrente elettrica, le telecomunicazioni, la mobilita’ del trasporto pubblico, i tanti dispositivi che fanno parte della nostra vita quotidiana e anche lo stesso trasporto di energia elettrica. In base ai vari dispositivi, la corrente elettrica viene prodotta almeno in due modalità:

  1. Corrente continua (CC), che ha tensione e intensità sempre costante nel tempo con un unico verso di percorrenza e una specifica polarità +/- assegnata (ad esempio, le batterie o le pile).
  2. Corrente alternata (CA), che ha tensione e intensità periodicamente variabile nel tempo con due versi di percorrenza alternati, ovvero cambia verso di percorrenza in base ad una frequenza prestabilita (ad esempio la fornitura di energia elettrica per gli impianti civili è da 230V a 50Hz).