Fisica 2 prof. V. Berardi

Elettrostatica e elettromagnetismo

Con l’elettromagnetismo si studia l’interazione elettromagnetica, un’altra interazione fondamentale della materia.

Carica elettrica

È una proprietà della materia basata dai costituenti dell’atomo (neut., prot., elet.).

Ci sono due tipi di cariche che convenzionalmente sono dette positive e negative.

La materia normalmente neutra. Cariche di segno opposto.

Si attraggono e cariche di segno uguale si respingono.

Conduttori e isolanti

Un conduttore è una sostanza nelle quale le cariche si possono muovere facilmente.

Le sostanze senza tale proprietà sono dette isolanti.

Questa differenza è dovuta alla struttura atomica e molecolare.

Infatti alla base della materia vi è l’atomo formato di neutroni (carica nulla), protoni (carica positiva) e elettroni (carica negativa). Le cariche precedenti sono le minime possibili.

La carica è una grandezza fisica quantizzata.

Sperimentalmente la carica si conserva.

In un sistema isolato la somma delle cariche non varia.

Se si avvicina una carica ad un conduttore, le cariche in quest’ultimo si dispongono in modo tale da avere le cariche di segno opposto più vicino alla carica data.

Induzione elettrostatica

Elettrostatica e elettromagnetismo

Con l’elettromagnetismo si studia l’interazione elettromagnetica: un’altra interazione fondamentale della materia.

Carica elettrica

È una proprietà della materia basata dai costituenti dell’atomo (neut., prot., elet.). Ci sono due tipi di cariche che convenzionalmente sono dette positive e negative.

La materia normalmente neutra. Cariche di segno opposto si attraggono e cariche di segno uguale si respingono.

Conduttori e isolanti

Un conduttore è una sostanza nella quale le cariche si possono muovere facilmente.

Le sostanze senza le proprie preci, sono detti isolanti.

Questa differenza è dovuta alla struttura atomica e molecolare.

Infatti alla base della materia: è l’atomo formato da neutroni (carica nulla), protoni (carica positiva) e fili elettroni (carica negativa). Le cariche precedenti sono de mamma possibile.

La carica è una grandezza fisica quantizzata.

Sperimentalmente la carica si conserva della carica.

In un sistema isolato la somma delle cariche non varia.

Se su evolvimo una carica ad un conduttore, le cariche di quest’ultimo si dispongono in modo tale da avere le cariche di segno opposto più vicino alla carica data: induzione elettrostatica.

Legge di Coulomb

È la legge che studia la forza che agisce tra due cariche:

F = K _q₁·q₂/^r²

[C] = Coulomb

Dove q₁, q₂ = valore delle due cariche, r = la distanza.

K = cost. = ¹/_4πε₀ = 8,95 · 10^{9 m}/_C²

ε₀ = cost. dielettrica nel vuoto = 8,85 · 10^-12 [^m³/_{N m²} · C²] = ^C/_{N m²}

La carica di un protone o dell’elettrone è 1,6 · 10^-19 C.

Campo elettrostatico

Una carica genera attorno a sé un campo elettrico che permea tutto lo spazio.

Introducendo una m se si sono cariche, esse interagiscono attraverso il campo e non direttamente.

Campo elettrico →F_₀=q_₀→E ⇒ →E= →F_₀/q_₀

È il campo elettrico generato da una carica.

Anche il campo elettrico è un vettore. Se agiscono più cariche contemporaneamente si può applicare il principio di sovrapposizione e sommarne i vari campi delle cariche.

Quando se abbiamo n cariche su una carica q_₀:

→F=Σ→F_i=q_₀Σ_λ→E_i,_₀→E=Σ→E_i=Σq_i→u_i/4πε₀r_i²

Quindi al campo elettrostatico in un p.to posto la caricapunto(i omissi), è dato dalla somma vettoriale dei campi elettrostatici.

Se c’è una sola carica puntiforme: \( \vec{E} = \frac{q}{4 \pi \epsilon_0 \, r^2} \, \hat{r} \)

Se la carica è positiva il campo elettrico è uscente, mentre se è negativa è entrante.

Campo del dipolo elettrico

Un dipolo elettrico è costituito da due cariche di eguale intensità e segno opp(omessi) dssete ad una certa distan(omessi).

Per calcolare il campo del dipolo sull’asse del dipolo sommano vettorialmente ciascuno dei due campi (\( \vec{E} = \vec{E} \)).

Pove d è dal dipolo e la dossa.

Quando sull’asse avremo che:

\( E_x = E_i \, sen \theta - E_i \, sen \theta = 0 \)

\( E_y = -E_i \, cos \theta - E_i \, cos \theta = -2 E \, cos \theta \)

Pe cui il campo complessivo è dritto lungo la direzione.