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Conduzione elettrica nei materiali

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La conduzione elettrica nei materiali è determinata dalla loro classificazione in isolanti, conduttori e semiconduttori. Gli isolanti, come la bachelite e il vetro, ostacolano il passaggio delle cariche elettriche, mentre i conduttori, quali i metalli, facilitano il flusso di elettroni. I semiconduttori, come il germanio e il silicio, si posizionano a metà strada e la loro conduttività può essere incrementata con il drogaggio. Queste proprietà sono essenziali per comprendere fenomeni come l'elettrizzazione per contatto e induzione, nonché le forze elettriche e gravitazionali.

Conduzione elettrica nei materiali: isolanti, conduttori e semiconduttori

I materiali si classificano in isolanti, conduttori e semiconduttori a seconda della loro capacità di condurre cariche elettriche. Gli isolanti, come la bachelite, la gomma, il vetro e la plastica, hanno una resistenza elevata al passaggio delle cariche elettriche, come dimostrato dall'esperimento in cui una bacchetta di bachelite strofinata con seta si elettrizza solo in prossimità della zona di strofinio, senza trasferire la carica lungo il materiale. I conduttori, come i metalli, hanno una bassa resistenza al flusso di cariche elettriche, permettendo un rapido trasferimento di elettroni, come si osserva quando un elettroscopio metallico viene avvicinato a una bacchetta di vetro elettrizzata e le sue foglie si separano a causa della redistribuzione delle cariche. I semiconduttori, come il germanio e il silicio, hanno proprietà elettriche che li collocano tra gli isolanti e i conduttori, e la loro conduttività può essere notevolmente aumentata attraverso processi di drogaggio.
Fili di rame intrecciati lucidi su sfondo chiaro con componenti elettronici sfocati sullo sfondo, evocando connettività e circuiti elettrici.

Elettrizzazione dei conduttori: contatto e induzione

I conduttori possono essere elettrizzati mediante contatto o induzione. L'elettrizzazione per contatto si verifica quando un conduttore viene toccato da un oggetto carico, trasferendo parte della carica elettrica al conduttore, come nel caso di una sferetta di alluminio che, a contatto con una bacchetta di vetro elettrizzata, acquisisce una carica dello stesso segno. L'elettrizzazione per induzione avviene quando un corpo carico viene avvicinato a un conduttore senza toccarlo, causando una separazione delle cariche all'interno del conduttore: le cariche di segno opposto si attraggono verso il corpo carico, mentre quelle di segno uguale si respingono. Se il conduttore viene poi messo a terra, le cariche in eccesso possono defluire, lasciando il conduttore con una carica netta di segno opposto a quella del corpo che ha causato l'induzione.

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00

Gli ______, come la ______ e il ______, mostrano una grande resistenza al movimento delle cariche elettriche.

isolanti

bachelite

vetro

01

I ______, tra cui il ______ e il ______, si posizionano a metà strada tra gli isolanti e i conduttori per le loro caratteristiche elettriche.

semiconduttori

germanio

silicio

02

Elettrizzazione per contatto

Trasferimento di carica elettrica a un conduttore tramite contatto diretto con un oggetto carico.

Q&A

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