perche gli elettroni in un filoconduttore sottoposto ad una differenza di potenziale scorrono ad una velocita' di circa 8,5 cm/s mentre la velocita della corrente elettrica nello stesso filoconduttore viaggia a circa 280.000 km/sec
Non è la corrente a viaggiare a 280000 km al secondo, ma il campo elettrico.
l'onda elettromagnetica viaggia alla velocità della luce nel materiale, mentre gli elettroni, per scorrere, devono fare i conti con la resistenza (e la conducibilità) del mezzo.
Lo spostamento di un elettrone è una cosa, il propagarsi della carica è quasi immediata. Ho un tubo, lungo un metro e un diametro di pochi decimi superiore al cm, con cento biglie da un cm di diametro. Infilo una biglia da un lato e, trascurando massa e attrito, una biglia uscirà immediatamente dall'altro lato.
analogia idraulica, quasi sempre utile, nelle casistiche di base:
quando apri il rubinetto in bagno, l'acqua esce (praticamente) subito.
ma l'acqua presente in prossimità del rubinetto generale della casa (lontano) ci mette alcuni secondi ad arrivare ad uscire in bagno.
la velocità delle molecole d'acqua (o degli elettroni) è una, limitata.
il flusso (la corrente elettrica) si muove QUASI istantaneamente, non appena si verifica una differenza di pressione (di tensione elettrica) tra due punti dell'impianto (del circuito elettrico).
in questo caso, idraulico, tra la pressione nei tubi dell'acqua e la pressione dell'ambiente, quando apri il rubinetto.
Un conduttore classicamente può essere modellizzato come una struttura periodica di cariche positive in cui gli elettroni di conduzione possono essere condivisi fra differenti nuclei atomici. Quando viene applicata una differenza di potenziale gli elettroni sono sottoposti a una forza che accelera loro, ma ci sono anche le cariche positive e quello che avviene è uno scattering, cioè l elettrone invece di procedere in linea retta viene deviato continuamente dal cozzare con nuclei positivi e questo spiega la bassa velocità di "volo" degli elettroni "liberi" lungo il filo. È come se tu volessi percorre una via e andassi a zig Zag. Invece per capire che la corrente si propaga a velocità molto elevata bisogna prima capire che la corrente è dovuta a uno spostamento globale di cariche. Prendiamo il nostro conduttore e dividiamolo in piccoli elementi di volume e facciamo finta che gli elettroni non possano viaggiare da un elemento di volume altro. Nel primo volume gli elettroni si riarrangiano velocemente e gli elettroni vanno verso una parte del elemento di volume lasciando l altra parte debolmente positiva il secondo volume praticamente dopo il riarrangiamento del primo volume fa la stessa cosa e così a catena questo disturbo andrà alla stessa velocità della luce nel materiale e crea corrente perché le cariche efficaci per ogni elemento di volume si spostano. Questo per dare un sensazione di conoscenza. Per un modello quantitativo ti consiglio di guardati il modello di Drude. Oppure se sei già un fisico con qualche elemento di meccanica quantistica potresti dare un occhio al Ashcroft marmin fisica dello stato solido.
Lo spostamento di un elettrone è una cosa, il propagarsi della carica è quasi immediata. Ho un tubo, lungo un metro e un diametro di pochi decimi superiore al cm, con cento biglie da un cm di diametro. Infilo una biglia da un lato e, trascurando massa e attrito, una biglia uscirà immediatamente dall'altro lato.
Dovresti fare un distinguo tra effetto e causa. Il primo è immediato, la seconda molto meno. La stessa "particolarità" la possiamo ritrovare nel suono. Questo nell'aria ha una velocità è di circa 344 m/s.
Ma le particelle dell'aria che hanno innescato il fenomeno hanno una velocità infinitamente più ridotta. Così gli elettroni per la corrente
About Post Author
