Buongiorno ragazzi. Oggi affrontiamo un concetto fondamentale per la vostra formazione tecnica: la carica elettrica nei conduttori.

Per capire come funziona un circuito elettrico, dobbiamo prima guardare al suo interno, a livello microscopico.

Struttura atomica dei conduttori

I materiali conduttori (come rame, alluminio o argento) presentano una particolare struttura cristallina. Gli atomi che li compongono cedono facilmente gli elettroni più esterni, detti elettroni di conduzione o di valenza.

• Ioni positivi: Rinvengono bloccati nei nodi del reticolo cristallino e non si muovono.
• Elettroni liberi: Non sono legati al singolo atomo, ma formano una sorta di "gas di elettroni" libero di muoversi all'interno del volume del conduttore.

MOTO CAOTICO VS MOTO ORDINATO

1. In assenza di campo elettrico (Conduttore isolato):

   Gli elettroni liberi si muovono continuamente in tutte le direzioni a causa dell'agitazione termica (moto caotico). Poiché la quantità media di carica che attraversa una qualsiasi sezione del conduttore in un senso equivale a quella che la attraversa nel senso opposto, la corrente netta è nulla.

2. In presenza di campo elettrico (Generatore collegato):

   Quando applichiamo una differenza di potenziale (tensione $V$) ai capi del conduttore, si genera un campo elettrico $\vec{E}$ al suo interno. Il campo esercita una forza elettrica sugli elettroni ($F = e \cdot E$), orientando il loro movimento. Gli elettroni negativi iniziano così a migrare verso il potenziale più alto (morsetto positivo).

La grandezza della carica e la corrente

La carica elettrica si misura in Coulomb (C). La carica di un singolo elettrone è una costante fondamentale:

Un Coulomb equivale alla carica di circa $6,24 \cdot 10^{18}$ elettroni. Quando queste cariche si muovono in modo ordinato, definiscono la corrente elettrica ($I$), espressa come la quantità di carica $Q$ che attraversa una sezione del conduttore nell'unità di tempo $t$:

Nota per i tecnici: Ricordate sempre la convenzione usata in elettrotecnica. Gli elettroni reali (cariche negative) si muovono dal polo negativo al polo positivo. Tuttavia, per convenzione storica, il verso della corrente $I$ si considera sempre opposto, ossia dal polo positivo al polo negativo.