Cariche elettriche e campo elettrico
Legge di conservazione della carica
Esistono due tipi di cariche, cioè particelle dotate di carica e massa, che si muovono da un conduttore all’altro: positive e negative.
Durante il trasferimento di carica, avviene un importante fenomeno, cioè la quantità di carica che viene ceduta è uguale alla quantità acquistata.
Si ha quindi la legge di conservazione della carica:
La carica totale, intesa come somma algebrica delle cariche, rimane invariata.
Elettrizzazione
Diverse densità di carica nei corpi si utilizzano degli elettrogeneratori.
L’elettrizzazione
Per produrre
di un corpo può avvenire in tre modi:
- Strofinio: caratteristico di diversi materiali (isolanti e conduttori) che strofinati con appositi
- Carica elettrica. Con l’energia data dalla forza di attrito, uno dei due corpi
- Perde elettroni e diventa carico positivamente, mentre l’altro li acquista, caricandosi negativamente.
2. Contatto: un conduttore neutro si carica quando viene messo a contatto con un altro corpo che presenta un eccesso di cariche dello stesso segno
3. Induzione: l’elettrizzazione non viene prodotta da un agente esterno, ma indotta nel conduttore stesso dalla presenza di un corpo elettrizzato.
Le cariche presenti sul conduttore si ridistribuiscono: quelle di segno opposto rispetto a quelle del corpo inducente sono da esso attirate, mentre le altre allontanate.
Quindi le cariche sono in totale nulle, ma distribuite vicine e lontane dal corpo inducente in base al loro segno.
Legge di Coulomb
Nel corso dei suoi studi, Coulomb utilizzò una bilancia a torsione, strumento che permette di misurare la forza tra due sferette elettricamente cariche e conduttrici.
Quando queste sono caricate (per induzione), la forza che tra esse si esercita fa ruotare il manubrio di un determinato angolo.
Dato tale angolo si può conoscere il valore della forza di repulsione elettrostatica.
Essa è espressa dalla Legge di Coulomb:
La forza di attrazione o di repulsione tra due corpi puntiformi carichi elettricamente è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche possedute dai due corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
=
L’unità di misura di questa forza è il coulomb (C).
La costante k che compare nell’equazione dipende dal mezzo materiale in cui sono collocate le cariche.
Nel vuoto, tale costante ha un valore di:
= ∙
Per motivi formali, si può utilizzare un’altra costante, cioè la costante dielettrica nel vuoto, definita come:
−
= = , ∙
Quindi la Legge di Coulomb si può anche scrivere come:
=
Il campo elettrico
Legge di conservazione della carica
Esistono due tipi di cariche, cioè particelle dotate di carica e massa, che si muovono da un conduttore all’altro: positive e negative. Durante il trasferimento di carica, avviene un importante fenomeno, cioè la quantità di carica che viene ceduta è uguale alla quantità acquistata. Si ha quindi la legge di conservazione della carica: la carica totale, intesa come somma algebrica delle cariche, rimane invariata.
Elettrizzazione
Per produrre diverse densità di carica nei corpi si utilizzano degli elettrogeneratori. L’elettrizzazione di un corpo può avvenire in tre modi:
- Strofinio: caratteristico di diversi materiali (isolanti e conduttori) che, strofinati con appositi materiali, acquistano carica elettrica. Con l’energia data dalla forza di attrito, uno dei due corpi perde elettroni e diventa carico positivamente, mentre l’altro li acquista, caricandosi negativamente.
- Contatto: un conduttore neutro si carica quando viene messo a contatto con un altro corpo che presenta un eccesso di cariche dello stesso segno.
- Induzione: l’elettrizzazione non viene prodotta da un agente esterno, ma indotta nel conduttore stesso dalla presenza di un corpo elettrizzato. Le cariche presenti sul conduttore si ridistribuiscono: quelle di segno opposto rispetto a quelle del corpo inducente sono da esso attirate, mentre le altre allontanate. Quindi le cariche sono in totale nulle, ma distribuite vicine e lontane dal corpo inducente in base al loro segno.
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