Accenni di Elettromagnetismo

FISICA

ELETTROSTATICA: studio interazioni tra cariche elettriche non in movimento

Esistono due stati di elettrizzazione

• positivo
• negativo

CARICA ELETTRICA:

q⁺ q^-

q = corpo neutro q⁺ e q^- sono in eguale quantità

• carica elettrica si misura con elettroscopio
• cariche dello stesso segno generano tra loro una forza repulsiva

[q] = Coulomb = [C]

Primo principio: la carica è un valore discreto e multiplo del valore della carica di carica:

6.02 · 10²³

Secondo principio: vale il principio di conservazione della carica

Anche a livello subatomico

FORZA DI COULOMB:

F = k ^q1q2/_r^2

• F > 0 → repulsiva - verso della forza
• F < 0 → attrattiva - verso della forza

ε = costante dielettrica (dipende dal materiale)

• ε minima nel vuoto
• ε massima

ε = ε₀ · ε_r (lungo rapporto)

ε₀ = 8.9 · 10^-12 C/Nm

FISICA

ELETTROSTATICA: studia interazioni tra cariche elettriche non in movimento.

Esistono due stati di elettrizzazione:

• positivo
• negativo

CARICA ELETTRICA:

q⁺

q^-

q = corpo neutro q⁺ e q^- sono in equilibrio quantico

• carica elettrica si misura con elettroscopio
• cariche dello stesso segno: equilibrio tra le due forze
• forza repulsiva

[q] = Coulomb = [C]

Primo principio:

La carica è un valore assoluto. È multiplo del valore della carica di base.

6.02 x 10²³

Secondo principio:

Vale le primavere in conservazione (idea classica).

Anche a livello subatomico.

FORZA DI COULOMB:

F = (1/4πε) . (q₁q₂)/r²

• F > 0 → repulsiva, verso forze
• F < 0 → attrattiva, grandezza forze

ε = costante dielettrica (dipende dal materiale)

ε minima → generale e coulomb → ₀ = 8.9 x 10^-12 C/Nm

e non può essere che

(_e è a lungo raggio)

CAMPO ELETTROSTATICO

Q = “sorgente”

La presenza di una carica Q determina una modificazione nello spazio e genera un campo elettrico.

Quando si aggiunge una carica q al punto di spazio P si genera una forza di attrazione/repulsione data dalla legge di Coulomb.

Vale per le cariche puntiformi.

Il campo elettrico è additivo: il campo generato da una singola più altre è pari alla somma dei campi generati dai singoli.

Vale per cariche puntiformi.

TEOREMA DI GAUSS

• legame tra causa (carica) e effetto (campo)
• campo elettrico dipende dal superficie (immaginaria) nelle scelta arbitraria della superficie, carichi inclusi.
• flusso del campo elettrico è la somma di tutti i campi elettrici intrecciati che attraversano la superficie.

Con Gauss il flusso avviene:

Φ_s(Ē) = Q_int / ε

ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA

• campo elettrico è una forza conservativa
• quando le cariche sono ferme
• se le cariche si muovono l’energia si trasforma

POTENZIALE ELETTRICO

energia/carica (che si muove)

[∆V] = [volt] = [J/C]

• Le cariche + si muovono da zone a potenziale maggiore verso zone a potenziale minore.

F = qE

E = [N/C] = [V/m]

"volt" = V

• Tra due punti ad eguale potenziale dopo un afferramento di energia e i globuli non c’è movimento di carica.

• Le cariche - si muovono da zone a potenziale minore a zone a potenziale maggiore.

ISOLANTI

dielettrico - non c'è movimento di elettroni nel materiale.

Si...

Polarizzazione

• ... il campo elettrico esterno agisce.

Si genera distribuzione di carica.

Molecole polari hanno esempio polarizzazione ... delle temperature: diminuute basse grado di temperatura.

Conduttori

Legami molto deboli con i costi esterni

e-liberi

Cariche si dispongono alla massima distanza possibile tra loro

Quindi sulla superficie

Q = cariche sulla superficie

Legge di Ohm

ΔV = RI

Resistenza [R] = [^Volt⁄_A] = [Ohm]

Quando una corrente elettrica circola

la cui conduzione è energia potenziale

si trasforma in energia termica.

Campo Elettrico

• Generato: carica, F = QE
• Agisce: carica

Campo Magnetico

• Generato: magnete, cariche in movimento
• Agisce: magnete, cariche immovimento

CAMPO MAGNETICO

poli

• N → verso nord geografico
• S → verso sud geografico

campo generato da un magnete.

Ma il magnete è un dipolo, non un pieno classico

Campo magnetico agisce su cariche in movimento

Se cariche ferma non subisce effetto.

FORZA DI LORENTZ

Forza che agisce su una particella carica in movimento.

Prodotto vettoriale tra CM e velocità

Sempre è perpendicolare a CM e velocità

"CM" = B = F/qV → tesla = 10.000 Gauss

⇨ F = qV × B

Se è presente anche un campo elettrico:

F = q (E + V × B)

CE accelera particelle

Non aumenta l'energia cinetica delle particelle che subiscono un campo elettrico

In un CM una particella non subisce cambiamenti nel moto circolare (uniforme)

perché curvatura data dalla direzione della velocità

SORGENTE

• +

"POZZO"

• -

Non esistono sorgenti e pozzi dei campi magnetici perché le linee di campo sono chiuse.

Il flusso del CM è nullo in una superficie chiusa.

Perché i magneti ne risentono?

Una carica in movimento genera CM

1. Diminuire con la distanza da Querela

2. Ha una costante → Permeabilità magnetica

In CE nel vuoto E è nullo e F=0

In CM:

• sostanze diamagnetiche

sostanze paramagnetiche

sostanze ferromagnetiche

Il campo magnetico è conservativo.

Legge della circuitazione di Ampère

definita un'elemento nullo il campo magnetico non è conservativo

Non esiste dipolo magnetico

Come si comporta una spira in un campo magnetico?

• Presenza della forza di Lorentz
• Le forze di tutti gli elementi sono fatte in modo tale che la spira si allinei al campo
• La spira elimina infatti il momento magnetico e si allinea alle linee di campo
• Il campo magnetico del filo si elimina dal campo magnetico esterno

Elettroni

• carica in moto
• materiale chiuso circuitale

• Natura formata da chiunque numero di spire percorse da corrente.

Magnetismo della materia

• Tutte le proprietà magnetiche atomiche fanno 0.
• Il materiale è diamagnetico

Generando un piccolo campo opposto al campo esterno (B)

Piccolo perché il movimento è lento

Paramagnetiche:

Polarizzazione sostanza magnetiche avviene nello stesso modo delle sostanze polar.

Spin si orientano secondo il campo magnetico ma agitazione termica le disegna disordinamente.

Effetto che dipende dalla temperatura.

Ottengo un nucleo più forte del CHext.

Non può essere orientato esattamente se tutti gli atomi del materiale.

Come per diel polarizzazione del CE.

Se annullo il campo magnetico esterno, sopra del CR termico si orientano disordinamente a caso.

Velocità dipendente dalla temperatura.

Ferromagnetiche:

• Spin non orientato a caso.
• I volumi intri di atomi orientato a caso.

In un campo magnetico, per ottenere allineamento residenza misura si ripiega.

Campo

elettro

statico

≠

Campo

magnetico

statico

bi modo

letto

(modello)

La struttura il

campo magnetico,

esterno generando

l'energia

l'attrattiva

cedente sui

tessuti

orientire

caso gli ioni.

disomogenea

degli dei dati

d'attrazio

il sistema

alla di cui

aderizo

magnetico

Materiale vera

orientirizzato

Il magnete

ogni atomo con

debilità

diviliscopio do

spina sic

che

essente im

mammiato

articolo e

generato

CE

←

CM

CE

• ci ste partute monopolato
• flusso dipende dai caldite
• conservativo con calidite ferme
• si opeme e carica elettrico

• non existe opeme monopole
• flusso e
• non conservario
• (parcel calidive (come im mammi))
• sessione e carica elettrica in momentia

Magnete singula corrente elettrica

il elettrici uniforme relativa la cellula magnetica

e insieme e puntato da in campo magnetico

e cycle del magnetici che capacete.

Spigli in campo magnetico costante non ascicile ninto