Fluido elettrico
Leida, 1746. Pieter van Musschenbroek carica dell'acqua in una bottiglia con una macchina elettrica, afferra la bottiglia e il filo — e riceve una scossa così forte che scrive di non volerla subire una seconda volta nemmeno per tutto il regno di Francia. L'elettricità, a quanto pare, si può accumulare in un vaso come un liquido.
Franklin, a Filadelfia, lo spiegò con un solo fluido. È presente in tutti i corpi. Il corpo che ne ha più del normale è carico positivamente, quello che ne ha meno, negativamente. Lo sfregamento non crea il fluido, lo travasa soltanto. Il fluido come sostanza scomparve con la scoperta dell'elettrone, ma i segni più e meno e la conservazione della carica sono rimasti per sempre.
| Notazione | fluid · electric fire · misura Fr |
| Come si valutava | dalla lunghezza della scintilla, dalla forza della scossa, dalla divergenza delle foglioline dell'elettroscopio |
| Che cosa si supponeva | un liquido senza peso · eccesso è più, difetto è meno · si conserva |
| Introduzione e abbandono | due fluidi di Du Fay, 1733 · un fluido di Franklin, 1747 · l'elettrone di Thomson, 1897 |
| Notazione attuale | carica Q, coulomb · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C esattamente |
| Valori tipici | 15 µC — bottiglia di Leida · 15 C — fulmine · 1 Fr = 2,08·10⁹ elettroni |
01 · Definizione
Più è eccesso, meno è difetto
Sfregate una bacchetta di vetro con la seta. Secondo Franklin il fluido è passato dalla seta al vetro: il vetro ha ricevuto un eccesso, più, la seta un difetto, meno. Quanto è aumentato in un corpo, tanto è diminuito nell'altro. La somma non cambia.
Franklin scelse il segno a caso, e lo scelse male: nei fili corrono in realtà gli elettroni, e portano il segno meno. Per questo, secondo i libri di testo, la corrente va dal più al meno, mentre gli elettroni vanno in senso opposto. Ma la regola principale del fluido è giusta: la carica si conserva in ogni esperimento.
Quanto è passato
Due recipienti, vetro e seta; la linea tratteggiata è il livello normale del fluido. Il cursore indica quante volte si è passata la seta sul vetro. L'azzurro sopra la linea tratteggiata è eccesso, più. Il rosso sotto la linea è difetto, meno. La barra in basso è la somma delle cariche, sempre a zero. Sotto i recipienti, come si scrive oggi: gli elettroni sono passati dal vetro alla seta.
Caricare la bottiglia e attendere la scintilla
L'azione principale è il pulsante «Gira la macchina». A sinistra un globo di vetro si sfrega contro un cuscinetto e gocce azzurre di fluido corrono lungo il filo fino all'armatura interna della bottiglia. Più fluido c'è, più sale la tensione. A destra c'è lo spinterometro: due palline di ottone, la cui distanza si imposta con il cursore. Quando la tensione raggiunge la rottura dell'aria, circa 3 kV per millimetro, scocca una scintilla gialla e la bottiglia si svuota. Lo schermo a destra registra la tensione nel tempo. Il tempo è reale.
—
02 · Conversione
| {n} | {v} | {note} |
Il franklin è la carica che respinge una carica uguale alla distanza di 1 cm con una forza di 1 dina. Sono 3,335 64·10⁻¹⁰ C, circa due miliardi di elettroni. L'unità fu intitolata a Franklin nel 1941.
L'amperora è la carica che passa in un'ora con una corrente di 1 A: 3600 C. La batteria di un telefono da 4000 mA·h immagazzina 14 400 C — quasi mille fulmini come carica, ma a una tensione di soli 4 V.
03 · Ordini di grandezza
04 · Strumenti di misura
05 · Regole di scrittura
06 · Unità vicine
07 · Sezione storica
Il fluido si misurava con ciò che si aveva a portata di mano: la lunghezza della scintilla, la forza della scossa, il numero di bottiglie in una batteria. Nel 1785 Coulomb diede per la prima volta una legge della forza, e la carica divenne una grandezza con un'unità. Nel sistema CGS l'unità divenne il franklin, nel SI il coulomb, tramite l'ampere e il secondo.
Dal 2019 tutto converge sulla «goccia di fluido»: la carica elementare e è fissata esattamente, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Un coulomb sono circa 6 241 509 074 460 762 607,776 cariche elementari, e le cifre si possono contare quanto si vuole. Il fluido si è rivelato granulare.
Catalogo delle grandezze
tutto l'indice →Le sette unità di base del SI
Una goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.
Apri l'indice →