La corrente elettrica è il movimento di cariche elettriche verso una direzione prevalente (nota 1).
Nota: la corrente elettrica può essere dovuta al movimento di elettroni oppure al movimento di ioni, che possono essere positivi o negativi, od al movimento di protoni, mesoni, nuclei atomici... qualunque oggetto che abbia carica elettrica!
Il tipo di carica che si sposta dipende dal tipo di conduttore ... nel vuoto si può spostare qualunque cosa che, se è carica, genera corrente elettrica per il solo fatto che si muove. Nai metalli si muovono gli elettroni. Nei semiconduttori si muovono elettroni o lacune (che sono mancanze di elettroni e quindi sono, di fatto, cariche positive). Nelle soluzioni si muovono ioni che sono atomi diventati positivi se hanno elettroni in meno e negativi se hanno elettroni in più rispetto al numero dei protoni del nucleo. Non ha senso chiedersi quale tipo di cariche si stia muovendo ed in quale direzione si spostino: si usa la convenzione che la corrente elettrica sia dovuta al movimento ordinato di cariche positive qualunque sia il materiale considerato.
Non tutti i materialli consentono il movimento delle cariche elettriche; i materiali che consentono tale movimento si chiamano conduttori elettrici, i materiali che non consento il movimento delle cariche elettriche si chiamano isolanti elettrici.
Analogia
Si pensi ad un corso d'acqua. Le onde sono il movimento disordinato e non rappresentano uno spostamento di acqua in una direzione mentre lo scorrere dell'acqua nel canale lo rappresenta. Si osserva anche che lo spostamento spontaneo dell'acqua avviene sempre in una direzione: dalla montagna al mare.
Per quanto riguarda la corrente d'acqua (un fiume, un rubinetto aperto, un canale...) ci si rende conto che si può anche essere precisi a descrivere il movimento dell'acqua perchè la corrente si può quantificare con dei numeri. La corrente di un fiume si misura con i metri cubi al secondo che attraversano una certa sezione del canale (un traguardo), quella di un rubilnetto si può calcolare con i litri che getta in un minuto in un contenitore .... la misura della corrente è comunque una quantità in un certo intervallo di tempo.
La "intensità di corrente elettrica" allora si può quantificare con il numero di cariche elettriche che attraversano una sezione del conduttore in un secondo.
Non si conta il numero di elettroni o di cariche elettriche che passano in un secondo perchè è un numero troppo grande. Si contano piuttosto dei "pacchetti" di cariche elettriche, chiamati coulomb, che sono equivalenti a 6,24*1018 elettroni ciascuno (se non hai idea di quanto sia grande questo numero, vai qui).
Definizioni e convenzioni
L'intensità della corrente elettrica è il numero di cariche elettriche, contate in coulomb, che attraversano una sezione in un secondo;
si indica con I ed una freccia disegnata sul conduttore: la freccia ha il verso del movimento delle cariche positive (nota 2).
si misura in A (ampere) o C/s (coulomb al secondo)
Significato numerico: sapere che una corrente ha un'intensità di 5A significa che ogni secondo passano 4 couòomb di carica elettrica.
Valori tipici:
Il fabbisogno di una una casa unifamiliare è tipicamente di 16A
un forno elettrico assorbe anche 12A
una lampadina da 60W assorbe 0,28A
una locomotiva ferroviaria assorbe circa un migliaio di ampere
un diodo LED 10mA (10 millesimi di A)
Proprietà fondamentale:
All'entrata e all'uscita di un componente elettrico c'è sempre la stessa intensità di corrente. La corrente non si consuma (nota 3).
Una simulazione sviluppata con Scratch può aiutare a considerare alcuni aspetti della corrente elettrica sia in continua che in alternata.
note
nota 1: le cariche elettriche (come gli atomi e le molecole) si muovono continuamente ed in modo disordinato senza avere una direzione preferenziale a causa dell'agitazione termica: questa non è corrente elettrica.
nota 2: se si tratta di metalli si indica lo stesso il verso del moto delle cariche positive anche se sono gli elettroni a muoversi nel senso opporto: le leggi elettriche funzionano lo stesso senza andarsi ad impegolare su cosa si muove e in che direzione si stanno muovendo effettivamente.
nota 3: nel parlare comune si usa dire che un apparecchio elettrico acceso consuma corrente. E' sbagliato, ciò che si consuma è l'energia elettrica in quanto viene trasformata in altro tipo di energia (L'energia non si crea nè si distrugge). Al più cariche elettriche di segno opposto si possono separare e ricongiungere ma non si possono mai consumare, creare o distruggere.