Concetti Chiave
- Il campo elettrico di una carica puntiforme Q è descritto dalla legge di Coulomb, con forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza r.
- Se Q è positiva, i vettori del campo elettrico sono orientati verso l'esterno; se Q è negativa, sono orientati verso l'interno.
- In presenza di più cariche puntiformi, il campo elettrico risultante in un punto è la somma vettoriale dei campi individuali.
- La costante dielettrica assoluta del vuoto, k0, è un fattore chiave nel calcolo del campo elettrico.
- La somma dei campi elettrici di più cariche segue la regola del parallelogramma per ottenere il campo risultante.
Il campo elettrico di una carica puntiforme
Il campo elettrico più semplice è quello generato da una singola carica puntiforme[math]Q[/math]
. Per la legge di Coulomb il valore della forza tra [math]Q[/math]
e [math]q^{+}[/math]
quando si trovano nel vuoto a distanza [math]r[/math]
è uguale a:[math] F = k_0 \frac{Q q^{+}}{r^2} [/math]
[math] q^{+} [/math]
si dice carica sonda o di prova, poiché vale la relazione [math] F = qE [/math]
, [math] E [/math]
è un vettore detto campo elettrico.Va precisato inoltre che
[math]k_0[/math]
è la costante dielettrica assoluta nel vuoto e vale [math] \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} [/math]
.
La direzione del campo elettrico
Possono verificarsi più casi:- Se la carica che crea il campo è positiva, i vettori campo elettrico sono diretti verso l’esterno.
- Se la carica che crea il campo è negativa, i vettori campo elettrico sono diretti verso l’interno.
Campo elettrico con più cariche nello spazio
In questo caso vale il principio di sovrapposizione degli effetti; vale a dire: si sommano i singoli campi elettrici.Immaginiamo ci siano due cariche positive, ma solo a titolo di esempio; potrebbero essere anche tre, quattro o molte di più:
- La carica [math]Q_1[/math]genera il campo elettrico[math]E_1[/math]nel punto[math]P[/math];
- Aggiungiamo la carica [math]Q_2[/math]che, se fosse sola, creerebbe in[math]P[/math]il campo[math]E_2[/math];
- Il risultato è, quindi, la somma vettoriale dei campi [math]E_1[/math]e[math]E_2[/math].
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