21/01/2015

Conduttori ed isolanti

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Conduttori ed isolanti

Precedente abbiamo parlato di corrente elettrica. Vediamo ora come è possibile trasportarla dalla sorgente (generatore) all' utilizzatore (carico, in inglese load).

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Generatore eolico, macchina che trasforma il vento in energia elettrica.

La lampadina a filamento, un esempio di carico, tra i più semplici.

Definiamo adesso conduttore un mezzo, sia esso liquido o solido, in cui scorrere liberamente (con facilità) la corrente elettrica. Sono ottimi conduttori quasi tutti i metalli (il migliore è l'argento, seguito subito dopo dal rame e ancor dopo dall'oro), sia allo stato solido che liquido. C'è da dire subito che la temperatura, parametro da non trascurare assolutamente nel nostro campo, tende a peggiorare le caratteristiche elettriche di un buon conduttore, aumentandone la sua resistività. La resistività è quindi una caratteristica intrinseca del materiale stesso. L'opposto si verifica invece con i cattivi conduttori di elettricità (tipo il vetro, la porcellana, la mica, l'aria, la plastica ecc.), nei quali secondo alcune teorie, la conducibilità tende ad aumentare con l'aumento della temperatura e della tensione ad essi applicata, fino alla rottura dei legami covalenti. Abbiamo così capito che per trasportare la corrente elettrica ci serviremo dei metalli (in particolare il rame, visto il suo ottimo rapporto qualità/prezzo) e per separarla o interrompere il suo flusso faremo uso degli isolanti.

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Tabella resistività metalli

Introduciamo il concetto di cavo. Possiamo definirlo un 'tubo' in cui invece di scorrere acqua scorrono gli elettroni. Come un grosso tubo fa scorrere in esso una grossa quantità d'acqua, un cavo di diametro elevato fa scorrere in esso correnti relativamente elevate. Precedentemente abbiamo detto che il miglior conduttore elettrico è l'argento, seguito a ruota dal rame. Cosa vuol dire cio'? Semplicemente che esiste un parametro, che indipendentemente dallo spessore e dalla lunghezza del conduttore contribuisce a 'frenare' il passaggio degli elettroni in maniera diversa tra un materiale ed un altro. Questo parametro, dipendente dal tipo di materiale, puo' penalizzare lo scorrimento della corrente e varia da metallo a metallo. Questo parametro viene definito resistività. Esso viene definita su di un cavo avente lunghezza di un metro e diametro un millimetro. L'unità di misura della resistenza elettrica è l'Ohm, quindi la misura della resistività non è altro che Ohm per lunghezza unitaria, cioè ohm per metro. Possiamo ancora dire che a parità di spessore (sezione) del cavo, l 'argento si comporta sicuramente meglio del rame. La resistenza di un cavo è quindi dipendente dalla sua lunghezza (aumenta con l'aumentare di essa), dalla sua sezione (diminuisce all' aumentare di essa), ed infine dalla famosa resistività (tende ad aumentare con l'aumento della resistività). La resistività del rame vale circa 0.017 Ohm * metro a temperatura ambiente. Cavi di caratteristiche superiori (sempre in rame) hanno maggiore purezza nel reticolo cristallino del metallo stesso. I cavi da noi utilizzati in elettrotecnica/elettronica sono costruiti con un conduttore interno in rame ricoperto da un isolante (in genere PVC od altro). Il conduttore interno puo essere composto da più conduttori sottili, soprattutto per un motivo di flessibilità. L'isolante invece, con le nuove leggi antiinfortunistiche, è oramai nella totalità dei casi del tipo non propagante fiamma.