CARICA ELETTRICA strofinato con seta Cariche di due tipi: + Positiva - Negativa repulsiva attrattiva strofinata con materiale acrilico LEGGE DI COULOMB 1 q1q2 F 2 40 r 0 costante dielettric a del vuoto materiale materiale relativa 0 Unità di misura della carica coulomb C materiale C2 Nm2 relativa adimensionale q1 F12 r + q2 F21 Ordini di grandezza 1 N 9 10 2 2 40 mC 9 q1 F12 r q2 F21 r 1m q1 q2 1C 2 N m 1C 1C 9 9 F 9 10 9 10 N 2 2 C 1m q p qe e 1.6 1019 C rH 5.3 1011 m me 9.110 31 Kg mp 1.7 10 18/5/06 27 Kg Fel 8.2 10 8 N Fgrav. 3.6 1047 N rp 11015 m 19 2 ( 1 . 6 10 ) 9 Fpp 9 10 140 N 15 (110 ) repulsiva Forza nucleare per legare il nucleo CAMPO ELETTRICO FN E qC LINEE DI FORZA DEL CAMPO ELETTRICO FN E qC Il campo elettrico è tangente punto per punto alla linea di forza LINEE DI FORZA DEL CAMPO ELETTRICO LINEE DI FORZA DEL CAMPO ELETTRICO FORZA ELETTRICA F E q E Q F qE F F qqEE Q Q q 1C q q F qE ma q a E m moto uniformemente accelerato POTENZIALE ELETTRICO La forza elettrica è conservativa perché è una forza centrale Energia potenziale elettrica F ds B U U B U A L A B A U E ds U q E ds q A B B A F U E V Lavoro su una carica q U V q Differenza di potenziale elettrico Lavoro su una carica di + 1C POTENZIALE ELETTRICO La forza elettrica è conservativa perché è una forza centrale Energia potenziale elettrica F ds B U U B U A L A B A U E ds U q E ds q A B B A F U E V Lavoro su una carica q U V q Differenza di potenziale elettrico Lavoro su una carica di + 1C SUPERFICI EQUIPOTENZIALI V E ds B A dV E ds dV 0 E ds Le superfici equipotenziali sono perpendicolari alle linee di forza SUPERFICI EQUIPOTENZIALI B B V E d s E ds E ds Ed B A VA E d E gradV A A B VB VA Ed VB VB VA V E d x EX V( x, y, z) x EY V( x, y, z) y Ez V( x , y, z) z A 19/05/06 Q 1F CAPACITA’ ELETTRICA 1C 1V Q1 Q2 Q3 C ..... C C farad F V 0 V1 V2 V3 V Condensatore cilindrico Condensatore piano C 0 A d C 0 r A d R l 2Rl C 0 r CAPACITA’ ELETTRICA Condensatori in parallelo C1 q1 V C2 q2 V C3 q3 V q1 q 2 q 3 q C1 C 2 C3 C eq V V V V C eq C1 C 2 C3 CAPACITA’ ELETTRICA Condensatori in serie C1 q V1 C2 q V2 C3 q V3 V 1 1 1 V V 1 2 3 C1 C 2 C3 q q q V1 V2 V3 V 1 q q C eq 1 1 1 1 Ceq C1 C2 C3 CORRENTE ELETTRICA q q S V Densità di corrente q q ampère coulomb s J i St t C C s m 2 A s i J i JS S RESISTENZA E RESISTIVITA’ V resistenza V R i volt ohm ampère V A RESISTENZA E RESISTIVITA’ Su piccoli intervalli di temperatura L S resistività L S R R S L m (T ) (T0 )1 (T T0 ) LEGGE DI OHM Per una classe di conduttori Legge di Ohm V J E conducibilità 1 V E L VA VB S i JS ES S V L L 1 S 1 L R 1 i V R 1S i V L V Ri Conduttore ohmico LEGGE DI OHM V Ri Conduttore non ohmico RESISTENZE IN SERIE v1 v v2 v v3 R eq i V V1 V2 V3 R 1i R 2i R 3i ( R 1 R 2 R 3 )i R eq R 1 R 2 R 3 RESISTENZE IN PARALLELO i i1 i 2 i 3 V V V R1 R 2 R 3 1 1 1 V( ) R1 R 2 R 3 i 1 1 1 ( ) V R1 R 2 R 3 i 1 V Req 1 i 1 1 1 ( ) R eq V R1 R 2 R 3 POTENZA ELETTRICA L U q V q POTENZA W V I V t t t t V RI V2 W I V RI R 2 J C J W V A W C s s V J 1KW h 10 3600s 3.6 106 J s 3 Effetto Joule Il passaggio della corrente riscalda il conduttore 25/05/06 1cal 4.186J 1 cal (dieta) = 1Kcal 2 Qcalore 1 1 V 2 RI La potenza dissipata t 4.186 4.186 R DIPOLO ELETTRICO Sostanze polari Sostanze polarizzate + + q l q p ql Momento di dipolo elettrico 1 DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA esempio : NaCl in acqua legame ionico (forza di Coulomb) Na+ I : indebolimento del legame qQ 1 Fc = 4 2 o r r r (aria) 1 r (acqua) 80 } Fc(acqua) 1 Fc(aria) 80 Dovuto soprattutto alle molecole di acqua Polarizzate che si dispongono intorno agli Ioni e schermando il loro campo elettrico + II : rottura del legame da urti per agitazione termica Cl– Na + – + O– – H2+ – Cl dissociazione elettrolitica DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA – III° : mancata ricombinazione da polarità molecola H2O 2 + Na + + – O– – H2+ – Cl – + conduttori elettrolitici :acidi, basi, sali in H2O forte sostanze organiche debole dissociazione forte legame covalente } esempio NaCl 100 molecole NaCl CORRENTE ELETTRICA 9 in H2O dissociazione 84 % 84 Na+ 84 Cl– 16 NaCl (non dissociate) 184 particelle D.S. gen. 95 LEGGE DI OHM – B + G F qE ZeE A l K– I- S I+ +A E i JS R l S a b a J E Concentrazione ionica in grammoioni/cm3 b 1 grammoione contiene 1 NA di ioni Mobilità ioniche q i Z 2 e 2 N A S a a bb E t 1 1 Z2 e 2 N a a b b ELETTROLISI voltametro o cella elettrolitica moto di ioni in soluzione ioni + elettrodo negativo (catodo K) elettrodo positivo (anodo A) ioni – esempio – B mq Ac A l – I K nitrato d'argento in acqua AgNO3 Ag+ + NO3deposito al catodo di una massa m legge di Faraday + G S I+ +A E equiv. elettrochimico Ac Ac m Ae q q q F N Ae A peso atom. equiv. chimico f valenza Na e F Costante di Faraday Na e 96460C f valenza m N a fe q A moli particelle particelle carica A A 1 m q q fN a e f Nae Equivalente chimico Equivalente elettrochimico ELETTROFORESI Migrazione di particelle cariche in sospensione sotto l’azione di un campo elettrico Fe qE Fa 6rv elettrica Macromolecole gruppi acidi e basici pH grossi ioni + o A regime r Fe Fa 0 attrito v 1 6r 1 6r qE qE ' E Mobilità elettroforetica 1 ' q 6r