Appunti completi di Elettromagnetismo Parte Zero (1 di 3), Ingegneria Biomedica

Fisica 2

Elettrostatica nel vuoto

L'interazione elettromagnetica è una forza che agisce a distanza (come la gravitazione).

Carica elettrica

• Cariche dello stesso segno si respingono.
• Cariche di segno opposto si attraggono.

Portatori di carica

I protoni hanno carica positiva e sono vincolati nel nucleo insieme ai neutroni. Gli elettroni, con carica negativa, si trovano in una nube che circonda il nucleo e sono più mobili dei protoni.

Materiali conduttori

Presentano elettroni mobili e se elettrizzati per sfregamento gli e_- mobili acquisiti o rimanenti tendono a redistribuirsi. (es. metalli)

Materiali isolanti

Non presentano elettroni mobili e se elettrizzati per sfregamento, le cariche positive e negative restano localizzate. (es. vetro, ambra)

Legge di Coulomb

F: k q₁ q₂ / r²

q₁ e q₂: valori delle due cariche
r: mutua distanza
k: coefficiente di proporzionalità che dipende dalle unità di misura utilizzate
F: modulo della Forza tra le cariche.

La direzione è quella della retta che passa per le due cariche e il verso è attrattivo o repulsivo.

È possibile scegliere le unità di misura in modo che k=1.

Ma in questo sistema (cgs) nascevano dei problemi pratici ⇒ Si usa quindi il SI che ha portato alla definizione dell'unità di carica:

1C = 1A · 1s

Nel SI k = 9·10⁹

Unità di misura: N·m²·C^-2

Perciò si definisce:

Costante dielettrica ovvero permittività del vuoto.

Unità di misura: F·m^-1

ε₀ = 8,854·10^-12 C²·N^-1·m^-2

Fisica 2

Elettrostatica nel vuoto

L'interazione elettromagnetica è una forza che agisce a distanza (come la gravitazione).

Carica elettrica

• Cariche dello stesso segno si respingono.
• Cariche di segno opposto si attraggono.

Portatori di carica

I protoni hanno carica positiva e sono vincolati nel nucleo insieme ai neutroni.

Gli elettroni hanno carica negativa e si trovano in una nube che circonda il nucleo e sono più mobili dei protoni.

Materiali conduttori

Presentano elettroni mobili e se elettrizzati per strofinio gli e mobili, (es. metalli) acquisiti o rimanenti.

Materiali isolanti

Non presentano elettroni mobili. Elettrizzati per strofinio, le (es. vetro, ambra) cariche positive e negative restano localizzate.

Legge di Coulomb

F = k q₁q₂ / z²

Supposte (puntiformi)

q₁ e q₂: valori delle due cariche
z: mutua distanza
k: coeff. di proporzionalità che dipende dalle unità di misura utilizzate
F: modulo della Forza tra le cariche di quella direzione e quella della freccia che passa per le due cariche e il verso è attrattivo o repulsivo.

È possibile scegliere le unità di misura in modo che k = 1.

Ma in questo sistema (cgs) nascevano dei problemi pratici =→ Si usa quindi il SI che ha portato alla definizione dell'unità di carica:

Coulomb (c): quella carica che attraversa in un secondo la sezione di un conduttore percorso dalla corrente di un ampere.

1C = 1A · 1s

Nel SI k = 8,99 · 10⁹: unità di misura: N · m^-2 · c²

Perciò si definisce:

Costante dielettrica ovvero permettività del vuoto.

Unità di misura: F · m^-1

ε₀ = 8,854 · 10^-12 C² · N^-1 · m^-2

Legge di Coulomb in forma vettoriale

La forza che la carica 2 subisce ad opera della carica 1 possiamo quindi determinare la direzione e il verso d