Forza di Coulomb
Descrive l'interazione fra due particelle cariche:
in cui K = 107 c2 = 8,9874 . 109N m2/C2
K si scrive solitamente come 1 / 4πε0, ε0 = 107 / 4πC2 = 8,854 . 10-12C2/N m2
Quindi:
Valgono due principi fondamentali:
- Conservazione della carica: la carica netta o totale di un sistema isolato non cambia.
- Sovrapposizione degli effetti: su una carica q agisce la risultante di tutte le forze applicate.
Campo elettrico E
È definito come la forza che agisce su una carica di prova per via di una qualsiasi distribuzione di cariche:
E = Fq1 / q1
Linee di forza di Ē: la carica di prova è sempre positiva per convenzione(in questo qui a lato molte sono uscenti, molte - entranti)
Forza di Coulomb
Descrive l'interazione fra due particelle cariche:
in cui K = 107 C2 = 8,9874·109
K si scrive solitamente come
Valgono due principi fondamentali:
- Conservazione della carica: la carica netta o totale di un sistema isolato non cambia.
- Sovrapposizione degli effetti: su una carica q agisce la risultante di tutte le forze applicate.
Campo Elettrico E
È definito come la forza che agisce su una carica di prova per via di una qualsiasi distribuzione di cariche.
Potenzi ale Elettrostatico
Consideriamo il lavoro che si deve compiere per spostare una q da una zona a un'altra di un campo elettrico.
∫AB dL = ∫AB F · ds = LAB(x)
F = (qp qs) / (4πε₀r²) ur
∫rArB qp qs / 4πε₀r² ur · ds = qp qs / 4πε₀ ∫rArB dr / r²
= qp qs / 4πε₀ [-1/r]rArB = qp qs / 4πε₀ (1/rB - 1/rA)
Campo Conservativo
Il campo elettrico è conservativo, infatti il lavoro si può esprimere come variazione di energia potenziale:
LAB = -ΔUe = qp qs / 4πε₀ (1/rA - 1/rB)
Potenziale
Inoltre, si definisce il potenziale come V = Ue / qp
In differenziale:
dV = -E · ds = -q/ (4πε₀r²) dr
V = q / (4πε₀r) + cost.
LAB = -q [V(B) - V(A)]
ΔV = -∫CB E · ds
dV = -Es ds
Con Es componente del campo E in direzione ds
In coordinate cartesiane:
E = -[∂V/∂x i + ∂V/∂y j + ∂V/∂z k] = -∇V
La conservatività del campo elettrico può essere riespressa come:
∮ E · ds = 0
Rotore di E
Ricordiamo la definizione di rotore:
∇ × F(x,y,z) = ∣∣∣∂/∂x î Fx∂/∂y ĵ Fy∂/∂z k̂ Fz∣∣∣ = (∂Fz/∂y - ∂Fy/∂z) î + (∂Fx/∂z - ∂Fz/∂x) ĵ + (∂Fy/∂x - ∂Fx/∂y) k̂
∇ × E = (∂Ez/∂y - ∂Ey/∂z) î + (∂Ex/∂z - ∂Ez/∂x) ĵ + (∂Ey/∂x - ∂Ex/∂y) k̂
Dimostro per una componente (uguale per le altre due).
∮E·ds = (Êxî dx) + (Êxdx) (êydy) + (Êzdy)(-êxdx) + (Êz)(-êydy) = 0
Exdx + Eydy + ∂Ey/∂x dxdy - Exdx - ∂Ex/∂y dxdy - Eydy = 0
= (∂Ey
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