Concetti Chiave
- Il concetto di campo elettrostatico fu introdotto da Michael Faraday, indicando che una carica elettrica genera un campo elettrico indipendentemente dalla presenza di altre cariche.
- La legge di Coulomb descrive l'interazione tra due cariche, dove una carica esploratrice viene attratta dalla deformazione dello spazio causata da un campo elettrostatico.
- Un esempio visivo del campo elettrostatico è rappresentato da una sfera di carica su un telo elastico, dove una seconda sfera viene attratta dalla deformazione del telo.
- L'equazione di Coulomb k0(Q1Q2/r^2) descrive la forza che agisce tra due cariche, mentre l'espressione del campo elettrostatico elimina la dipendenza dalla carica esploratrice.
- Il campo elettrico assegna a ogni punto dello spazio la capacità di esercitare una forza su una carica, misurabile con una carica di prova positiva senza alterare la distribuzione delle cariche.
Il campo elettrico
Lo scienziato Michael Faraday introdusse il concetto di campo elettrostatico, il quale afferma che, indipendentemente dalla presenza di un’altra carica con la quale interagire, una carica elettrica genera un campo elettrico. In questo caso la legge di Coulomb continua ad agire e nel caso di una seconda carica, essa risente della modifica dello spazio causata dal campo elettrostatico, e quindi avverte la forza di Coulomb. Questo si può notare se si mette su un telo elastico una sfera di carica Q, essa modifica lo stato di tensione del telo, piegandolo. Se noi poniamo sul telo un’altra sfera di carica q, detta carica esploratrice, essa verrà inevitabilmente attratta da quella di carica Q, risentendo della deformazione dello spazio grazie alla legge di Coulomb. Vi è un’equazione che identifica la forza di Coulomb con la quale la carica esploratrice viene attratta dalla sfera con carica Q: k0(Q1Q2/r^2)
Eliminando la carica esploratrice, si ottiene invece l’equazione che ci fornisce l’espressione del campo elettrostatico generato dalla carica Q nel punto p, questa prescinde dalla carica q della carica esploratrice: F = -k(Qq0/r^2)μp
Quindi, il campo elettrico modifica lo spazio circostante, attribuendo a ogni suo punto la proprietà di esercitare una forza vettoriale su una carica all’interno di esso. Il campo elettrico è osservabile prendendo una piccola carica positiva di prova, non in grado di alterare le caratteristiche della distribuzione delle cariche. La forza che si esercita su una carica Q in un punto p, è proporzionale a Q, e quindi F/Q è indipendente da Q: F/Q0 Newton/Coulomb (N/C).
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