Concetti Chiave
- La legge di Coulomb descrive la forza fra due cariche elettriche puntiformi, proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
- La forza fra le cariche in un dielettrico è ridotta rispetto a quella nel vuoto, a causa della presenza di cariche indotte negative nel materiale isolante.
- La costante dielettrica relativa (€r) indica il rapporto della forza fra cariche in un dielettrico rispetto a quella nel vuoto e non ha dimensioni.
- I valori della costante dielettrica relativa per alcuni materiali isolanti variano, ad esempio, l'acqua ha un valore di 80, mentre l'aria ha 1,00059.
- La costante dielettrica assoluta del mezzo è definita come il prodotto della costante dielettrica relativa e la costante dielettrica nel vuoto (€0).
Charles Augustin de Coulomb misurò-con una bilancia di torsione-le forze di interazione fra corpi elettricamente carichi e dette il nome a questa legge.
Qual è la descrizione della legge di Coulomb?
La legge di Coulomb esprime il modulo F della forza con cui 2 oggetti puntiformi-posti alla distanza di 1 metro e dotate delle cariche elettriche di valori assoluti q1 e q2-si attraggono o si respingono. Questa legge è valida per corpi piccoli rispetto alla loro distanza.
(q1q2)
F= k ________ F è proporzionale al prodotto delle
r^2 cariche e inversamente proporzionale al
quadrato della loro distanza r.
K=1C=8,988x10^9N
Effetti del dielettrico sulla forza
In un dielettrico se le cariche q1 e q2 sono positive, vi saranno cariche negative nelle vicinanze dei 2 punti del dielettrico.
Se le cariche q1 e q2 sono immerse in un isolante (es: aria, acqua, ecc...)avranno una forza F minore della forza F0 agente sulle cariche nel vuoto.
Il rapporto F0/F si indica con €r e si chiama costante dielettrica relativa; quindi la legge di Coulomb nel dielettrico è espressa dalla formula:
1 q1q2
F= _________________ ________
4(pi greco)€0€r r^2
Costante dielettrica e suoi valori
La costante dielettrica €r è il rapporto fra 2 grandezze omogenee e non ha dimensioni; così la costante €=€r€0 si chiama costante dielettrica assoluta del mezzo.
Legenda della costante dielettrica (€r) negli isolanti
Aria= 1,00059
Idrogeno= 1,00026
Acqua= 80
petrolio= 2,1
Vetro= 5
Domande da interrogazione
- Qual è la formula della legge di Coulomb e quali sono i suoi elementi chiave?
- Come influisce un dielettrico sulla forza di interazione tra cariche elettriche?
- Quali sono i valori della costante dielettrica per alcuni materiali comuni?
La legge di Coulomb esprime la forza F tra due cariche elettriche come F = k * (q1 * q2) / r^2, dove F è proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza r. La costante k è pari a 8,988 x 10^9 N.
In un dielettrico, la forza F tra cariche positive q1 e q2 è minore rispetto alla forza F0 nel vuoto. Questo effetto è descritto dalla costante dielettrica relativa €r, che modifica la formula della legge di Coulomb.
I valori della costante dielettrica relativa (€r) per alcuni materiali sono: Aria = 1,00059, Idrogeno = 1,00026, Acqua = 80, Petrolio = 2,1 e Vetro = 5. Questi valori indicano come diversi materiali influenzano la forza elettrica.
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