Elettromagnetismo

CARICA ELETTRICA

• Le interazioni elettromagnetiche si manifestano tra cariche elettriche
• La carica elettrica è una grandezza fondamentale che misura lo stato di elettrizzazione dei corpi, responsabile delle forze elettriche che si manifestano tra corpi elettrizzati
• Si misura in coulomb (C). 1 C è la carica che attraversa in 1s la sezione di un conduttore percorso da una corrente di 1A
• Vi sono due tipi di cariche: gli elettroni hanno carica negativa q=-e, i protoni invece carica positiva q=e
• Ogni particella ha carica e=1,602·10^-19C => la carica è quantizzata
• La carica si conserva
• Per caricare un corpo occorre fornirgli o togliergli elettroni.

COMPORTAMENTO DEI MATERIALI

• Conduttori: sono caratterizzati da cariche che possono muoversi in tutto il volume occupato dal materiale. Si caricano per induzione e non possono trattenere la carica.
• Isolanti: le cariche non sono libere di muoversi all'interno del materiale. Si caricano per strofinio.

CARICA ELETTRICA

Le interazioni elettromagnetiche si manifestano tra cariche elettriche

• La carica elettrica è una grandezza fondamentale che misura lo stato di elettrizzazione dei corpi, responsabile delle forze elettriche che si manifestano tra corpi elettrizzati
• Si misura in coulomb (C), 1 C è la carica che attraversa in 1s la sezione di un conduttore percorso da una corrente di 1A
• Vi sono due tipi di cariche: gli elettroni hanno carica negativa q=-e, i protoni invece carica positiva q=e
• Ogni particella ha carica e=1.602·10^-19C => la carica è quantizzata
• La carica si conserva
• Per caricare un corpo occorre fornirgli o toglierli elettroni

COMPORTAMENTO DEI MATERIALI

• Conduttori: sono caratterizzati da cariche che possono muoversi in tutto il volume occupato dal materiale. Si caricano per induzione e non possono trattenere la carica.
• Isolanti: le cariche non sono libere di muoversi all’interno del materiale. Si caricano per strofinio

e possono trattenere la carica.

• SEMICONDUTTORI: materiali ibridi aventi entrambe le caratteristiche

INDUZIONE ELETTROSTATICA: fenomeno per il quale le cariche all'interno di un conduttore si distribuiscono in presenza di un oggetto carico elettricamente

• le cariche di segno opposto si attraggono

PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA CARICA: la carica di un sistema isolato non varia

LEGGE DI COULOMB: per due cariche puntiformi q₁ e q₂ abbiamo che la forza di coulomb tra di esse è F=1/4πε₀ * q₁q₂ r̂/r² dove ε₀ è la costante dielettrica nel vuoto [ε₀=8.85·10^-12 C²/N·m²].

• è una forza centrale inversamente proporzionale al quadrato della distanza
• se avessimo n particelle q_i la forza agente su q sarà F̅=∑F̅_i=∑[1/4πε₀ * q_iq / |r̅-r̅_i|³ * (r̅-r̅_i)]

CAMPO ELETTRICO: sia q una carica posta nell'origine e q_₀ una carica di prova. Abbiamo che il campo elettrico esercitato da q sarà E̅=lim_q₀→0 (F̅/q_₀). Ė la forza agente su una carica unitaria e la sua unità di misura sarà N/C

• con n cariche si avrà: _E= Σ_i = Σ 1 / 4πε₀ (q_i / |_r-ri|²) (_r-ri / |_r-ri|)
• se la distribuzione di carica fosse continua avremmo che d_E = 1 / 4πε₀ (^dq / _r²) _u e che quindi

E = 1 / 4πε₀ ∫_c dq / r² _u. Definiamo densità volumetrica di carica come ρ = dq / dV

LINEE DI FORZA

• Il campo elettrico è tangente alle linee di forza in ognuno dei suoi punti
• nascono dalle cariche positive [o all’infinito] e muoiono nelle cariche negative [o all’infinito]
• il numero di linee è proporzionale alla carica e la densità all’intensità del campo elettrico

CAMPO ELETTRICO DI UNA DISTRIBUZIONE LINEARE DI CARICA: E = (1 / 2πε₀) λ / d = (1 / 2πε₀) q / d

CAMPO ELETTRICO DI UN ANELLO DI CARICHE: E_x = (1 / 4πε₀) (qd / (d² + R²)^3/2) e se d→∞ ⇒ E_x = (1 / 4πε₀) q / d²

CAMPO ELETTRICO DI UN CERCHIO DI RAGGIO R: E