Il generatore di corrente

 

Il generatore di corrente elettrica (pila, dinamo, alternatore,cella fotovoltaica,…) è un dispositivo in grado di mantenere costante nel tempo la d.d.p. tra i due estremi di un conduttore. 
Un generatore di corrente viene, spesso, paragonato ad una pompa inserita
in un circuito idraulico con la funzione di mantenere costante il dislivello dell’acqua tra due recipienti comunicanti e permettere così il continuo fluire del liquido dal recipiente col livello maggiore verso quello a livello più basso.

La pila di Volta

Tutti  i metalli hanno nelle ultime orbite degli elettroni (liberi) cioè non molto legati al nucleo e che possono sfuggire alla sua forza di attrazione. La facilità con cui questi elettroni delle ultime orbite possono essere ceduti dall'atomo è diversa nei vari metalli. Cosi, ed esempio, se confrontiamo lo zinco (Zn) ed il rame (Cu) notiamo che lo zinco cede i suoi elettroni liberi più facilmente del rame.

Alessandro Volta scoprì un fenomeno (effetto Volta) che consiste nel fatto che mettendo a contatto due metalli diversi c'è sempre un passaggio di elettroni (corrente elettrica) che va dal metallo che li cede più facilmente all'altro.

  

Ad esempio, mettendo a contatto con un filo conduttore una lastrina di zinco con una di rame si provoca un trasferimento di elettroni che vanno dallo zinco al rame; lo zinco, restando in difetto di elettroni si carica positivamente ed il rame, invece, si carica negativamente. Questo flusso di elettroni (corrente), però, si esaurisce all'istante perché dopo che alcuni elettroni sono passati dallo zinco al rame, questo non ha più la capacità di attirarne altri e lo zinco non ha più la tendenza a perderli.

 

ELEMENTO DI "PILA DI VOLTA"

Se si immergono le due lastrine in una soluzione ionizzata (acido, sale, base) contenente cioè ioni positivi e ioni negativi succede che gli ioni positivi (+) si avvicinano al rame e catturano gli elettroni (-) in eccesso mentre gli ioni negativi si avvicinano allo zinco provocando una reazione chimica che lo rifornisce degli elettroni perduti.
Con questo movimento all'interno della soluzione, si ripristina la situazione di partenza nelle due lastrine e si viene a creare un flusso continuo di elettroni (corrente elettrica) che vanno dallo zinco al rame. La corrente terminerà quando si esauriranno le particelle positive e negative (ioni) che sono in soluzione.
Quello raffigurato è un elemento di pila di Volta.

Lo zinco rappresenta il polo negativo e il rame il polo
positivo

 

Collegando in serie più elementi di pila di Volta si costruisce la c.d. "pila a corona di tazze" che permette di ottenere una d.d.p. maggiore.

Pila a corona di tazze

Se al posto delle tazze usiamo dei limoni o delle patate otteniamo ugualmente un generatore di corrente continua( pila a limoni o a patate).
Con le pile si trasforma energia chimica in energia elettrica.

 

Se prendiamo una patata e vi inseriamo due lastrine, una di rame e una di zinco, disposte parallelamente alla distanza di un centimetro circa, otteniamo un elemento di pila di Volta.
Collegando le due lastrine ad un voltmetro, questo segnalerà una certa tensione dovuta ad una differenza di potenziale tra lo zinco e il rame.

 

 

Usando tre di questi elementi collegati in serie si ottiene energia elettrica sufficiente al funzionamento di un orologio digitale.

Pila a ...... patate.

 

Con sei patate potremo far accendere un LED