Cariche Elettrostatiche

Le cariche elettrostatiche fanno parte della nostra vita. Impossibile? Eppure è capitato a tutti, prima o poi, di prendere una piccola scossa: succede toccando un oggetto, sfiorando una persona, scendendo dall’automobile. Quello che non tutti sanno è che la responsabilità di questo fenomeno così comune è proprio l’accumulo di elettricità statica. Le cariche elettrostatiche si formano a causa del fenomeno dell’elettrizzazione: quello che succede, in altre parole, quando si aggiunge carica elettrica ad un corpo inizialmente privo di carica – cioè neutro.

L’elettrostatica è un ambito dell’elettromagnetismo che si occupa di studiare il funzionamento delle cariche elettriche, responsabili della generazione del campo elettrostatico. Già dal V secolo a.C., ai tempi di Talete, era conosciuto il fenomeno della cosiddetta elettrizzazione di un corpo.
Esistono due tipi di cariche elettriche: quelle positive e quelle negative. Come descritto nella famosa Legge di Coulomb, cariche che presentano il medesimo segno si respingono, mentre quelle con segno opposto si attraggono tra loro. Gli atomi sono elettricamente privi di carica, in quanto il numero di protoni (positivi) e quello degli elettroni (negativi) è il medesimo. Quando si elettrizza un corpo, però, avviene un passaggio di elettroni da un corpo all’altro. Il corpo che acquista elettroni si carica negativamente, mentre al contrario quello che li cede possiede una carica positiva, perché il numero di protoni al suo interno è maggiore di quello degli elettroni.  Il fenomeno definito elettrizzazione di un corpo avviene con metodi differenti. Il primo, quello più comune, è lo strofinio. Un corpo si può elettrizzare anche per contatto, per induzione e per compressione.

Al contrario delle cariche elettrostatiche, che si comportano tutte nello stesso modo, i materiali differenti presentano alcune differenze importanti. Questi si possono infatti suddividere in conduttori e isolanti.
Nel primo caso le cariche possono viaggiare liberamente all’interno di questi materiali. Nella categoria dei conduttori possiamo includere l’acqua, il metallo e il corpo umano. Nella seconda categoria, invece, le cariche sono impossibilitate ad attraversare i materiali. Tra gli isolanti più famosi si possono nominare plastica, legno e vetro.

Le cariche elettrostatiche sono la causa di moltissimi inconvenienti, tra cui l’attrazione della polvere e di altri materiali estranei. Nelle fasi di lavorazione infatti il materiale si attacca alle parti della macchina, costringendo così l’azienda a sospendere la produzione per sistemare il prodotto. Le cariche elettrostatiche possono inoltre diventare pericolose in quanto innescano delle scariche che possono risultare potenzialmente dannose per le apparecchiature elettriche ed elettroniche. Gli effetti collaterali sono molti, come ad esempio incendi ed esplosioni. Inoltre, possono provocare lesioni a persone.

Per contrastare la presenza di queste cariche elettrostatiche è necessario ionizzare l’aria circostante il corpo caricato, scomponendo gli atomi dell’aria in ioni positivi (nuclei liberi) e ioni negativi (elettroni liberi). Dato il fenomeno descritto dalla Legge di Coulomb per cui le cariche si attraggono tra loro, un corpo caricato negativamente attirerà gli ioni positivi e cederà i suoi ioni negativi fino a diventare neutro. Al contrario, un corpo caricato positivamente attirerà gli ioni negativi fino a diventare neutro.