Andrea Fusar Poli wrote:
> A laboratorio di fisica abbiamo eseguito un esperimento di elettrostatica.
> Una sfera conduttrice (r = 6.5cm) isolata da terra � stata caricata tramite
> un generatore con un potenziale di 1000 V.
> Il prof toccando la sfera carica non ha sentito alcun effetto come mai?
La verit� � che i prof. del Poli sono vaccinati contro le altre tensioni!
Il "potenziale" non � una grandezza fisica, ma un indice di stato,
questo significa che dipende da un riferimento. Una quantit� definita a
meno di una costante arbitraria (il potenziale appunto) non pu� fare
male a nessuno, perch� anche i suoi effetti dovrebbero essere arbitrari.
Quindi, a determinare un effetto fisicamente rilevabile � sempre una
*differenza* di potenziale, che poi � il prodotto di un *campo
elettrico* x una distanza (pi� correttamente si tratta di un integrale
di linea, ma in questa spiegazione non ha importanza).
Ci stiamo avvicinando alla soluzione: la ver� entit� (grandezza fisica)
determinante in elettrologia � il campo elettrico. Il campo elettrico
"muove" le cariche in un conduttore e, se all'interno di un corpo umano
viene applicato un campo elettrico si crea una corrente che pu� dare
danni biologici. In particolare se una corrente di qualche centinaio di
mA percorre il corpo si possono avere effetti molto pericolosi, tra i
quali il pi� pericoloso � la fibrillazione ventricolare che pu� portare
alla morte. Quindi, come ti hanno gi� spiegato, l'importante per gli
effetti biologici � la corrente (meglio sarebbe dire la densit� di
corrente nella regione cardiaca) e non il potenziale.
Ora, anche se le legge di Ohm non vale all'interno del corpo umano, essa
ci d� una buona indicazione su come calcolare la corrente. La maggiore
resistenza offerta dal corpo umano � costituita dalla resistenza dello
strato cutaneo (circa 1000-2000 Ohm, anche se varia molto tra individuo
e individuo e dipende dalle condizioni di umidit�). Per avere 100 mA in
un conduttore di 1000 Ohm ci vuole una differenza di potenziale di 100V,
che rappresenta la soglia di pericolo per l'uomo (le norme di sicurezza
prevedono tensioni pi� basse, ma sono ovviamente cautelative).
Tornando alla sfera, per prima cosa bisogna specificare rispetto a quale
riferimento sono stati misurati i 1000 V. Probabilmente il riferimento �
il potenziale della *massa* del generatore di tensione, che poi � circa
uguale al potenziale di terra (c'� una piccola differenza che dipende
dalla struttura dell'impianto elettrico dell'edificio).
Apparentemente quindi i tuoi 1000 V dovrebbero essere letali, perch� il
prof. ha i "piedi per terra" (almeno spero !), ma non gli succede niente
....non tanto perch� ha le scarpe di gomma e quindi � isolato da terra
(nessuno gli chiede che scarpe ha prima di mandarlo in aula), quanto
perch� il generatore di tensione che produce i 1000 V ha una resistenza
interna altissima (alcune decine di MOhm). A circuito chiuso il campo
elettrico � presente praticamente solo ai capi della resistenza del
generatore, mentre all'interno del corpo c'� un campo elettrico
trascurabile ed una corrente non percepibile, quindi...nessun effetto.
Se poi il generatore � staccato, ancora meglio... in una frazione di
secondo ( probabilmente qualche nanosecondo) le cariche positive sulla
sfera vengono neutralizzate dagli elettroni prelevati dal corpo unamo.
Questi vengono attratti sulla mano (per induzione elettrostatica) gi�
prima del contatto con la sfera e comportano una corrente trascurabile
nel resto del corpo.
Morale... non avrai mai la soddisfazione di vedere il tuo prof. di
fisica saltare sulla sedia per una sfera carica !!
Spero di essere stato chiaro.
--
GV
Received on Wed Dec 03 2003 - 23:47:52 CET