Elettrostatica - Sito Stek Andaloro

Elettrostatica
La storia
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Talete di Mileto (IV secolo AC)
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Esperimenti con l'ambra
XVIII secolo iniziò uno studio approfondito
Elettrizzazione per strofinio
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La forza dipende dalla distanza
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La forza elettrica vince sulla forza di gravità
Elettrizzazione per strofinio
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Se elettrizziamo due diversi materiali...
Elettrizzazione per strofinio
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La forza può essere:
–
–
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La carica è:
–
–
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Attrattiva
Repulsiva
Positiva (vetro)
Negativa (bachelite)
Un corpo non elettrizzato viene detto neutro
In definitiva due corpi con la stessa carica si
respingono, se invece hanno carica opposta si
attraggono.
Elettroscopio
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Permette di misurare
una carica, tramite
l'ampiezza della
dilatazione subita
dalle due foglioline di
alluminio
Unità di misura
Coulomb (C)
Atomo
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Elettrone me=9,11x10-31 Kg (carica=-e)
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Protone mP=1,67x10-27 Kg (carica=+e)
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e=1,6022x10-19C è la carica fondamentale, non
ulteriormente suddivisibile
Principio di conservazione della
carica
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Le cariche elettriche si trasferiscono da un
corpo all'altro.
In generale possiamo dire che la carica totale di
un sistema chiuso non cambia
Isolanti
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Isolanti: materiali che non permettono il
trasferimento di cariche (plastica, gomma,
vetro....). Se elettrizzato per strofinio, la carica
rimane localizzata
Conduttori
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Conduttori: materiali che permettono il
trasferimento di cariche (metalli). Tutti i metalli
hanno un elettrone libero di muoversi....
Elettrizzazione per contatto
Il corpo (conduttore..) rimane elettrizzato
Un isolante non si può elettrizzare per contatto in maniera significativa
Elettrizzazione per induzione
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L'elettrizzazione per induzione è reversibile...
Per renderla stabile bisogna predisporre "la
messa a terra" (in questo caso con il dito...)
Legge di Coulomb
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Due cariche puntiformi Q1 e Q2 esercitano una
sull'altra una forza:
–
–
–
Che ha come direzione la retta che congiunge le due
cariche
Repulsiva se le cariche hanno lo stesso segno, attrattiva
se hanno segno opposto
Modulo:
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Q ⋅Q
F =k 0⋅ 1 2 2
r
9
2
2
k
=8,9875⋅10
N⋅m
/c
r
Dove è la distanza e 0
Questo vale nel vuoto....
Legge di Coulomb
Legge di coulomb
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Se le cariche sono immerse in un materiale
isolante (dielettrico...) la forza si riduce
Legge di coulomb
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Se più forze elettriche agiscono
contemporaneamente sulla stessa carica,
queste si sommano vettorialmente.
Campo elettrico
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Una carica posizionata nello spazio lo modifica
attribuendo a ogni suo punto la proprietà di
esercitare F⃗ una forza su una carica
posizionata in esso.
Viene detto campo elettrico:
⃗
F
⃗
E=
Q0
Dove Q0 è una carica di prova positiva e molto
piccola.
Anche il campo elettrico si somma
vettorialmente.
Campo elettrico
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In definitva il campo creato nel punto P da una
carica puntiforme Q posta in O:
–
Q
E=k 0⋅ 2
r
L'unità di misura è il N/C
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La direzione del campo elettrico è data da
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Il verso come in figura:
̄
r= OP
Campo elettrico
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Per rappresentare un campo elettrico si usano
le linee di forza.
Ad esempio in un dipolo elettrico:
Campo elettrico
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La tangente alle linee di forza ha la stessa
direzione del campo elettrico
Campo elettrico
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Campo elettrico uniforme:
–
–
Le linee di forza sono linee rette equidistanti tra loro
È creato da una superficie piana infinita uniformemente
carica
Campo elettrico
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In generale possiamo osservare che:
–
–
–
–
Le linee di forza non si intersecano mai
Le linee di forza entrano sempre nelle cariche negative
Le linee di forza escono sempre nelle cariche positive
Il modulo di ⃗E è proporzionale alla densità delle linee di
forza