Fisica 2 - Teoria

ElettroMagnetismo

Interazione Elettrica

Le particelle che costituiscono la materia sono dotate di una carica elettrica che può essere positiva o negativa. Se le particelle hanno segno opposto si attraggono altrimenti si respingo. La carica elettrica ha simbolo q Le forze di interazione sono uguali in modulo, hanno verso opposto e stanno sulla stessa retta di azione.

Le cariche elettriche passano da un corpo ad un altro tramite strofinio per cui i corpi elettrizzati si dicono elettricamente carichi. Se definiscono due tipologie di corpi: ISOLANTI CONDITTORI

Legge di Coulomb

Coulomb stabilì che due cariche puntiformi: q₁ e q₂ posto ad una certa distanza r interagiscono con una forza F dirette secondo la loro congium, gente e di modulo

F = K q₁ q₂ r²

F è la forza elettrica

costante K dipende del mezzo in cui le cariche sono immerso (di norma un isolante definite come dielettrico). Tale costante si esprime in funzione di in ultima costante definite COSTANTE DIELETTRICA DEL VUOTO

K = 1 = 8.98 · 10⁹ [ N m² ] 4πε₀ C²

unità di misura della carica è il Coulomb [C] che è parti alla carica trasportata de una corrente di un ampare m un secondo. forza elettrica quindi torna:

F = 1 q₁ q₂4πε₀ r²

ElettroMagnetismo

Interazione Elettrica

Le particelle che costituiscono la materia sono dotate di una carica elettrica che può essere positiva o negativa. Se le particelle hanno segno opposto si attraggono altrimenti si respingono. La carica elettrica ha simbolo q. Le forze di interazione sono eguali in modulo, hanno verso opposto e stanno sulla stessa retta di azione.

Le cariche elettriche possono da un corpo ad un altro tramite strofinio per cui i corpi elettrizzati si dicono elettricamente carichi. Se definiscono due tipologie di corpi:

• Isolanti → trattengono q
• Conduttori → non trattengono q

Legge di Coulomb

Coulomb stabilì che due cariche puntiformi q₁, q₂ poste ad una certa distanza r interagiscono con una forza F diretta secondo la loro congiungente e di modulo

^F = K ^q₁·q₂/_r²

dove ^F è la forza elettrica

La costante K dipende dal mezzo in cui le cariche sono immerse (di norma un isolante definito come dielettrico). Tale costante si esprime in funzione di un'altra costante ε₀.

definita Costante Dielettrica del Vuoto

k_₀ = ¹/_4πε₀ ≈ 8.98 · 10⁹ ^Nm²/_C²

se non fossi nel vuoto avrei un'altra costante

L'unità di misura della carica è il Coulomb [C] che è pari alla carica trasportata da una corrente di un ampero in un secondo. La forza elettrica quindi torna:

^F = ¹/_4πε₀ ^q₁·q₂/_r²

Campo Elettrostatico

Le forze elettriche agenti su una carica q₀ dovute alle cariche circostanti si sommano come vettori. Se si considera un sistema discreto di cariche puntiformi q_i, otteniamo che la forza elettrostatica su una carica puntiforme q₀ risultante delle forze esercitate del sistema discreto di cariche è:

E = ∑ F_i = q₀ ∑ ¹/_{4πε0 ri²} q_i u_i = q₀ ∑ ¹/_{4πε0 ri²} q_i u_i

Si vede che la forza risultante esercitata su q₀ è proporzionale a q₀. Definiamo quindi la funzione vettoriale

_E = _F/_q0 [NC]

Da un punto di vista teorico si dovrebbe far tendere a zero il valore di q₀ così da far scomparire la perturbazione prodotta da q₀.

_E = _Ei

Possiamo definire il campo elettrico generato da un sistema discreto di punti come

_E = ∑ ¹/_{4πε0 ri²} q_i u_i

Questa formula per il campo ci fa notare due cose:

• Se la carica q_i è positiva il campo è uscente da q_i, mentre se è negativa è entrante in q_i
• Il campo in un punto P prodotto da un sistema discreto di cariche è uguale alla somma dei campi prodotti singolarmente dalle cariche

Possiamo dire che il sistema di cariche è la sorgente del campo elettrostatico e la carica q₀ interagisce con tale campo subendo la forza F.

F(x,y,z) = q₀∙_E(x,y,z)

Le distribuzioni di carica sono disposte nello spazio con una ben determinata geometria e tali distribuzioni sono sorgenti di un campo elettrostatico. L'interesse ricade sul campo elettrostatico medio nei punti da quelli la distribuzione è vista come continua.

Se la distribuzione è continua il campo che essa crea in un punto P si può ottenere dividendo la carica in elementi infinitesimi dq.