flusso per un fluido che scorre in un tubo con velocità flusso del campo elettrico attraverso una superficie di area A numero di linee per unità di area positivo se le linee escono, negativo se entrano flusso del campo elettrico, superficie chiusa E dA integrale di superficie chiusa il verso del vettore della superficie infinitesima è quello uscente. Con questa definizione in 1 il flusso è entrante, in 2 è nullo e in 3 è uscente carica positiva, sfera immaginaria in ogni punto di S teorema di Gauss angolo solido al centro della sfera sotteso da l’angolo solido è adimensionale, si misura in steradianti angolo solido (totale) sotteso dalla sfera in un piano l’angolo è il rapporto tra arco e raggio l’angolo è adimensionale, si misura in radianti angolo sotteso dalla circonferenza se la carica è esterna per ogni elemento di superficie elementare che è sotteso da un angolo dΩ dalla carica puntiforme q, si può prolungare l’angolo solido sino a intercettare un’altra superficie infinitesima dall’altro lato dell’intera superficie. Per queste due superfici intercettate le orientazioni delle normali sono tali che il flusso totale è nullo teorema di Gauss Il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa è qint ΦE E dA ε0 qint è la somma algebrica delle cariche interne alla superficie La superficie chiusa attraverso cui si calcola il flusso è una superficie geometrica, che non necessariamente coincide con una superficie fisica Il flusso del campo elettrico non dipende dalle posizioni delle cariche all’interno della superficie, ma solo dalla loro somma Il teorema di Gauss permette di calcolare il campo elettrico generato da distribuzioni di cariche che presentano particolari simmetrie linee di campo e flusso linee del campo elettrico generato da un dipolo (cariche puntiformi +q , –q) il flusso del campo elettrico attraverso una superficie è proporzionale al numero di linee di campo che la attraversano ( positive le linee uscenti, negative quelle entranti) S1: qint>0, ФE>0: le linee di forza sono tutte uscenti dalla superficie S2: qint<0, ФE<0: le linee di forza sono tutte entranti nella superficie S3,S4: qint=0, ФE=0: per ogni linea di forza entrante nella superficie ce n’è una uscente filo infinito uniformemente carico, simmetria cilindrica piano isolante uniformemente carico, simmetria cilindrica Campo di un condensatore piano Un condensatore piano ideale è formato da due lastre piane (armature) parallele indefinite cariche con densità di carica opposte +σ e –σ +σ –σ σ E1 E1 E1 E 1 E2 2ε0 σ 2ε0 E2 E=0 E2 E2 E E=0 Il campo elettrico si calcola con il principio di sovrapposizione: E E1 E2 Nelle regioni esterne il campo elettrico è nullo, mentre in quella interna esso è diretto dalla lastra positiva a quella negativa E σ ε0 sfera uniformemente carica Il campo è radiale per simmetria assumiamo la sfera come superficie gaussiana all’esterno: come se tutta la carica fosse al centro sfera uniformememente carica in sintesi : l’andamento del modulo del campo prodotto da una sfera uniformemente carica in funzione della distanza radiale è lineare crescente all’ interno della sfera e coulombiano all’ esterno della sfera E E Q 4 0 r a3 E 1 Q 4 0 r2 sfera non conduttrice uniformemente carica conduttori Campo del guscio sferico cavo di raggio a caricato con carica totale Q uniformmente distribuita sulla superficie dobbiamo distinguere due casi : r>a e r<a all’esterno della distribuzione di cariche, ossia per r > a il calcolo procede esattamente come nel caso della sfera carica e il risultato e’ E 1 Q 4 0 r2 campo coulombiano come se tutta la carica Q fosse concentrata nel centro della sfera 21 guscio sferico ( E) E 4 r 2 (E) qint 0 E 0 0 come per la sfera uniformemente carica E 1 Q 4 0 r2 campo coulombiano confronto sfera e guscio sferico Potenziale del guscio sferico all’esterno del guscio il potenziale è coulombiano 1 Q V (r ) cost 4 0 r il campo ha una discontinuità in r = a ma il potenziale deve essere continuo ovunque all’interno il campo E è nullo quindi il potenziale è costante all’interno, per continuità assumiamo che all’interno il potenziale ha lo stesso valore che ha sulla superficie 1 Q V (r ) 4 0 a potenziale guscio sferico due sfere conduttrici collegate