Appunti sul campo elettrico Generalit`a sul campo elettrico

Istituto Provinciale di Cultura e Lingue “Ninni Cassarà”
Classe V C
Appunti sul campo elettrico
Prof. E. Modica
Generalità sul campo elettrico
Si dice che una regione di spazio è sede di un campo elettrico se una carica di prova risente di una forza di
natura elettrica. Da quanto detto è evidente che, per rilevare la presenza di un campo elettrico, è necessario
utilizzare una carica esploratrice (o carica di prova) che deve essere molto piccola al fine di non alterare il
campo presente nella regione considerata. La grandezza che individua il campo elettrico è l’intensità del campo
elettrico o semplicemente campo elettrico. Supponiamo che in una certa regione di spazio siano presenti una
o più cariche che generano un campo elettrico. Posta in un punto P un’altra carica molto piccola q in modo da
non alterare con la sua presenza la distribuzione di cariche che generano il campo, definiamo campo elettrico
nel punto P il vettore:
→
−
→
−
F
E =
q
cioè il rapporto tra la forza agente sulla carica e la carica stessa. L’unità di misura del campo elettrico nel
sistema SI è il newton/coulomb (N/C). La conoscenza del vettore campo elettrico nei punti di una certa
regione di spazio permette di calcolare la forza agente su una carica q qualsiasi, infatti:
→
−
→
−
F =q·E
Si considerino il campo elettrico generato da una carica puntiforme Q e una carica di prova q posta a distanza
r da essa. Per la legge di Coulomb si ha che il modulo della forza elettrica è uguale a:
F =k·
Q·q
r2
e pertanto il modulo del campo elettrico sarà dato dall’espressione:
E=
F
Q
=k· 2
q
r
Da tale relazione è possibile osservare che:
• il campo elettrico dipende dalla carica Q che lo genera;
• il campo elettrico è inversamente proporzionale al quadrato della distanza r , cioè è più intenso nelle
regioni vicine alla carica puntiforme che genera il campo e meno intenso nelle regioni più lontane;
• il campo elettrico non dipende dalla carica esploratrice q .
La direzione del campo elettrico è quella individuata dalla retta che congiunge il punto in cui si trova la carica
Q e il punto in cui si effettua il calcolo, mentre il verso è quello uscente dalla carica Q se essa è positiva, entrante
se negativa.
Rappresentazione del campo elettrico
Il campo elettrico viene rappresentato graficamente mediante le linee di forza, cioè delle linee la cui tangente
in ogni punto ha la stessa direzione del campo elettrico in quel punto.
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Le linee di forza sono più fitte nei punti più vicini alle cariche che generano il campo elettrico, in cui il campo
è più intenso, si diradano nei punti più lontani dalle cariche che generano il campo elettrico, in cui il campo
elettrico è meno intenso. Il calcolo del campo elettrico generato da più cariche puntiformi può essere effettuato
mediante il principio di sovrapposizione secondo il quale: il campo elettrico di una distribuzione di cariche
è uguale alla somma vettoriale dei campi elettrici che le singole cariche genererebbero se agissero da sole. Per
n cariche puntiformi si ha:
→
−
−
→ −
→
−→
E = E1 + E2 + . . . + En
Un sistema costituito da due cariche puntiformi opposte, se queste sono sufficientemente vicine, prende il
nome di dipolo elettrico.
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