Elettrostatica

Laurea in LOGOPEDIA
corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA
ELETTROSTATICA
- CARICA ELETTRICA
- FORZA DI COULOMB
- CAMPO ELETTRICO E POTENZIALE
ELETTROSTATICA
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CARICA ELETTRICA
4a grandezza fondamentale :
carica elettrica Q, q
[Q]
unità di misura S.I.
coulomb (C)
• positiva (+), negativa (–), neutra (o)
• Q multipla intera carica elettrica elementare
e
= 1.6 10–19 C
• conservazione della carica elettrica
ELETTROSTATICA
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FORZA DI COULOMB
• legge di Coulomb

q
q

1 2 r
1
F=
4p eoer r2 r
eo = costante dielettrica del vuoto= 8.86 10–12 C2N–1m–2
er = costante del mezzo relativa al vuoto
forza attrattiva per cariche di segno opposto
forza repulsiva per cariche di segno uguale
G  6.67 10–11 kg–2 N m2
1  9 109 C–2 N m2
4p eo
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(forza di gravità)
(forza elettrostatica)
FORZA DI COULOMB NELLA MATERIA
• legge di Coulomb

q
q

1 2 r
1
F=
4p eoer r2 r
er = 1 nel vuoto
er > 1 nella materia
esempio er (H2O)  80


q1
–F
+F
+
r

q1
+
++F–– +
+ –– +
+ – +
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–
q2
vuoto

– + –F– –
q2
– + –
– + –
materia
CAMPO ELETTROSTATICO


q Q r (cariche elettriche puntiformi)
1
F=
4p eoer r2 r
q unitaria positiva




Q r
1
E=
4p eoer r2 r
F
E=q
unità di misura S.I.
newton coulomb–1 (N C–1)

E
+q
+q
+Q

E
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–Q
CAMPO ELETTROSTATICO

E
P
+
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+
+
+
ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA
campo di forze conservativo ?
B
SI’, perchè il lavoro lungo
una traiettoria chiusa è nullo
(cariche elettriche puntiformi)
q
A
rA
Q
rB
D
L = LABCD = LAB + LBC + LCD + LDA
qQ 1
1 = -L
–
• LAB =
CD
4p eoer rA rB
L
ABCD
• LBC = LDA = 0
}
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C
=0
ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA
LAB
qQ 1
qQ 1
= 4p e e r – 4p e e r = U(rA) – U(rB)
o r A
o r B
qQ 1
U(r) = 4p e e r
o r
funzione energia potenziale elettrostatica
(cariche elettriche puntiformi)
ELETTROSTATICA
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POTENZIALE ELETTRICO
U
V= q
carica puntiforme
U(r)
Q
V(r) = q = 4p e e r1
o r
differenza di potenziale elettrico (d.d.p.)
LAB
DV = VB – VA = –
q
LA
VB = 0
VA = –
B 
q
dimensioni
[M][L]2[t]–2[Q]–1
joule
unità di misura S.I. volt (V) =
coulomb
ELETTROSTATICA
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CAMPO ELETTRICO e
POTENZIALE ELETTRICO
DV(r)
modulo : E =
Dr
unità di misura del campo elettrico
newton (N C–1) = volt (V m–1)
metro
coulomb
unità di misura pratica di energia
(scala atomica)
elettronVolt (eV) = 1.6 10–19C 1 V = 1.6 10–19 J
e
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