Come Creare Elettricità Statica
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In questo Articolo:Costruire un Elettroscopio Creare le Cariche Elettrostatiche con le Sedie di PlasticaCreare delle Cariche Elettrostatiche con il TappetoComprendere le Leggi Chimiche che Stanno alla Base delle Cariche Elettrostatiche
Ti è mai capitato di produrre una scossa elettrostatica su te stesso o su qualcun altro, e vorresti sapere cosa l’ha causata? Conoscendo un po’ i concetti chimici che stanno alla base della creazione dell’elettricità statica, puoi produrla facilmente con diversi oggetti d’uso comune!
Passaggi
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Costruire un Elettroscopio
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 1]()
1Lega un pezzo di cereale soffiato senza zucchero all’estremità di uno spago. Puoi verificare quanta elettricità statica sviluppano gli oggetti con questo semplice elettroscopio casalingo. Per costruirne uno, lega un cereale soffiato non zuccherato a una corda e lega quest’ultima in modo che penzoli dal bordo del tavolo o dal supporto della carta da cucina. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 2]()
2Strofina un pettine o un palloncino gonfio su un pezzo di lana. I pettini di plastica e la lana sono fra gli oggetti di uso comune che maggiormente generano carica elettrostatica. Poiché la lana è perfetta per sviluppare questo genere di elettricità sulla plastica, puoi strofinarla su un pettine o su un palloncino. Strofina i materiali fra loro per circa 10-15 secondi.- Si consiglia di delimitare con un pennarello la zona di attrito, perché la ionizzazione più forte (il movimento degli elettroni negli atomi che causa l’elettricità statica) si trova proprio in questo punto.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 3]()
3Porta il pettine o il palloncino vicino al cereale penzolante. Dopo aver caricato uno di questi oggetti, avvicinalo lentamente verso il tuo elettroscopio casalingo. Quando sarai abbastanza vicino, vedrai che l'oggetto attirerà il cereale.- Dato che i materiali sono isolanti, puoi girare l’oggetto di plastica in modo che la parte non carica sia rivolta verso il cereale e l’attrazione si fermerà.
- Puoi ripetere lo stesso test anche con un flusso lento e costante di acqua, come quello che puoi produrre con un rubinetto. Avvicina il pettine o il palloncino all’acqua e vedrai che questa si avvicinerà leggermente all’oggetto.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 4]()
4Fai qualche esperimento con altri materiali. In casa puoi trovare molti altri oggetti che sono perfetti per creare la carica elettrostatica. I capelli umani asciutti, il cuoio, la pelle umana asciutta, il vetro, il nylon, la lana e l’alluminio perdono facilmente elettroni. Inoltre il teflon, il vinile (PVC), il poliuretano, il polistirolo, il poliestere, l’oro, l’ottone, l’argento, il rame e la gomma dura sono tutti materiali che accettano facilmente gli elettroni liberi. Prova a strofinare un oggetto della prima categoria contro un oggetto della seconda e verifica quale combinazione crea la carica elettrostatica più forte.- Ad esempio, la maggior parte delle persone sa che strofinare il palloncino sui capelli genera elettricità statica. Ricorda che i capelli umani appartengono alla prima categoria e che la gomma, il materiale di cui è composto il palloncino di lattice, appartiene alla seconda.
2
Creare le Cariche Elettrostatiche con le Sedie di Plastica
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 5]()
1Siediti su una sedia di plastica con la ribaltina. Il poliuretano è uno dei materiali più diffusi per questo genere di oggetti, soprattutto per le sedie che si trovano nelle aule scolastiche. Il poliuretano acquisisce facilmente una carica negativa. Prendi posto su una di queste sedie.- Sebbene le sedie con ribaltina siano tra gli oggetti fatti in poliuretano con i quali entriamo maggiormente in contatto, puoi ottenere dei risultati analoghi anche con gli scivoli al parco giochi o in altre situazioni analoghe.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 6]()
2Evita il contatto con componenti di acciaio. Se tocchi gli elementi in acciaio (come le gambe della sedia) avrai una messa a terra. Questo significa che mentre generi l’elettricità statica, questa fluisce costantemente verso il suolo invece di accumularsi. Evitare il contatto con componenti che fanno messa a terra ti permetterà di trattenere la carica elettrostatica. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 7]()
3Agitati sulla sedia, avanti e indietro, per circa trenta secondi. La frizione fra gli oggetti che trasferiscono elettroni accelera il processo, quindi comincia a muoverti sulla sedia. Per ottenere dei buoni risultati, muoviti da lato a lato tenendo la schiena ben aderente allo schienale. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 8]()
4Alzati con grande attenzione evitando il contatto con qualunque metallo. Dopo esserti strofinato per diversi secondi, avrai accumulato della carica elettrostatica. Se percepisci una certa attrazione statica mentre ti sollevi dalla sedia e i capelli “scricchiolano”, è un buon segno! -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 9]()
5Apri le braccia e tocca il tuo obiettivo. Ora che possiedi una carica positiva sul tuo corpo, sei pronto per scaricarla su qualcosa. Se l’obiettivo della scossa sei tu, allora tocca qualcosa di conduttivo, come la maniglia in metallo della porta.
3
Creare delle Cariche Elettrostatiche con il Tappeto
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 10]()
1Procurati un tappeto o della moquette. Spesso per costruire questi oggetti si usa il polipropilene o il poliestere. Ciò significa che i tappeti e la moquette sono perfetti per acquisire carica negativa. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 11]()
2Strofina i piedi sul tappeto mentre indossi i calzini. Proprio come nei metodi precedenti, la frizione fra due materiali permette l’accumulo della carica elettrostatica. Continua in questa azione per circa trenta secondi.- I calzini sono composti di materiali che si caricano positivamente senza difficoltà: in questo modo l’esperimento riuscirà meglio. Se possibile, usa calzini in lana.
- Come tutti gli esperimenti che riguardano l’elettricità statica, i migliori risultati si ottengono durante i mesi invernali secchi, dato che l’umidità ne contrasta l’accumulo.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 12]()
3Allarga le braccia e tocca la tua “vittima”. Più la persona è vicina a te, meglio è: perderai la carica se ti devi spostare troppo. Dovresti anche evitare di toccare qualunque oggetto di metallo, altrimenti prenderai tu la scossa.
4
Comprendere le Leggi Chimiche che Stanno alla Base delle Cariche Elettrostatiche
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 13]()
1Gli atomi sono le unità di base degli elementi. Tutto ciò che ci circonda e con cui entriamo quotidianamente in contatto è composto da atomi. Sono l’unità di base di ogni elemento che possiamo leggere sulla tavola periodica, il che significa che rompere degli elementi puri come l’oro o l’ossigeno non produce altro che frammenti più piccoli dello stesso elemento. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 14]()
2Impara la composizione degli atomi. Ogni atomo, da quello di idrogeno fino a quello di uranio, è composto da particelle chiamate elettroni, protoni e neutroni. Ciò che rende ogni elemento diverso dagli altri è il numero di particelle presenti all’interno dell’atomo. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 15]()
3Conosci la carica elettrica delle varie particelle. Una caratteristica essenziale di ogni particella subatomica è la propria carica elettrica. Gli elettroni hanno una carica negativa, i protoni una carica positiva e i neutroni, come il termine suggerisce, sono neutri.- La carica di ogni particella è bilanciata in modo tale che ogni atomo con un numero pari di neutroni e protoni possegga una carica totale neutra.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 16]()
4Comprendi la struttura dell’atomo. Un’altra caratteristica importante delle particelle subatomiche è la loro posizione. I protoni e i neutroni sono strettamente uniti al centro dell’atomo stesso e ne formano il nucleo. Gli elettroni, invece, si dispongono all’esterno del nucleo e vi gravitano attorno ad altissima velocità seguendo delle orbite precise. Questa struttura rende più semplice la perdita degli elettroni delle orbite più esterne rispetto al rilascio di protoni che sono saldamente collocati nel nucleo. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 17]()
5Impara cos’è uno ione. Quando un atomo perde degli elettroni, li cede sempre a un altro atomo. Quando questo accade, l’atomo si ritrova con un numero di protoni nel nucleo maggiore rispetto a quello degli elettroni (che orbitano). Come risultato si ottiene un atomo con carica complessiva positiva. Al contrario, un atomo che acquista degli elettroni da un altro che li cede, ne presenta un numero maggiore rispetto a quello dei protoni incassati nel nucleo: quindi l’atomo ha una carica complessiva negativa. Gli atomi con una carica (positiva o negativa) sono detti “ioni”. -
![Immagine titolata Make Static Electricity Step 18]()
6Comprendi cosa causa l’elettricità statica. Puoi pensare agli ioni come a delle calamite. Quelli di carica opposta si attraggono e quelli di carica identica si respingono, proprio come accade ai poli dei magneti. L’elettricità statica è semplicemente la scarica causata da uno squilibrio fra cariche positive e negative negli atomi.- Puoi vedere degli esempi di forze di attrazione e repulsione con il classico esperimento del palloncino. Gonfiane uno e strofinalo sui tuoi capelli per 10 secondi. L’attrito causa la perdita di elettroni da parte degli atomi dei capelli che vengono ceduti a quelli del palloncino. I tuoi capelli, caricati positivamente, si rizzano perché i vari atomi che li compongono si respingono l’un l’altro. A questo punto prendi il palloncino (caricato negativamente) e avvicinalo alla parete. Rimarrà appiccicato al muro (con carica neutra) grazie alle forze di attrazione finché gli elettroni in più saranno dispersi nella parete e le forze di attrazione verranno così annullate.
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![Immagine titolata Make Static Electricity Step 19]()
7Impara quali sono gli oggetti che, con maggior probabilità, cedono gli elettroni. Ora che conosci il processo che genera lo squilibrio elettrico e la conseguente carica elettrostatica, devi solo imparare quali sono i materiali più suscettibili a tale fenomeno.- Alcuni materiali sono più propensi a cedere gli elettroni. Come già menzionato in precedenza, i capelli umani sono tra questi. Altri oggetti che appartengono a questa categoria sono il cuoio, la pelle umana asciutta, la pelliccia animale, il vetro, il nylon, la lana e l’alluminio.
- I materiali che ricevono facilmente gli elettroni sono il teflon, il silicone, il vinile (PVC), il poliuretano, il polistirolo, il poliestere, l’oro, l’ottone, l’argento, il rame e la gomma dura.
- Questo significa che strofinare degli oggetti appartenenti alla prima categoria con oggetti appartenenti alla seconda genera una carica elettrostatica. Questo è il motivo per cui gli abiti in poliestere hanno maggiore adesione elettrostatica e perché alcuni pettini rendono i capelli elettrostatici.
Consigli
- L’umidità ostacola la formazione della carica elettrostatica sugli oggetti – ecco perché la si può notare meglio durante i mesi invernali molto secchi.
- Puoi usare un umidificatore per abbassare la carica elettrostatica all’interno della tua abitazione.
- Puoi scaricare la carica elettrostatica come precauzione di sicurezza in alcune situazioni, ad esempio toccando un parte metallica dell'automobile non appena esci dall’abitacolo e prima di iniziare a fare rifornimento di benzina. Per evitare di “prendere la scossa” tocca il metallo con la chiave della macchina (afferrandola per la parte in gomma) invece che con le dita nude.
- Toccare la maniglia di una porta con le nocche della mano invece che con i polpastrelli scaricherà comunque l’elettricità statica ma in maniera meno dolorosa, dato che in questa zona della mano ci sono meno terminazioni nervose.
Informazioni sull'Articolo
Categorie: Scienze
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