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
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FORZA DI COULOMB
• legge di Coulomb
→
q
q
→
1
1 2 r
F = 4π ε ε r2 r
o r
εo = costante dielettrica del vuoto= 8.86 10–12 C2N–1m–2
εr = 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
4π εo
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(forza di gravità)
(forza elettrostatica)
FORZA DI COULOMB NELLA MATERIA
• legge di Coulomb
→
q
q
→
1
1 2 r
F = 4π ε ε r2 r
o r
εr = 1 nel vuoto
εr > 1 nella materia
esempio εr (H2O) ≈ 80
→
→
q1
–F
+F
+
r
→
q1
+
++F–– +
+ –– +
+ – +
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→
– + –F–
– + –
– + –
–
q2
–
q2
vuoto
materia
CAMPO ELETTROSTATICO
→
→
q Q r (cariche elettriche puntiformi)
1
F = 4π ε ε r2
r
o r
q unitaria positiva
→
→
→
→
Q r
1
E=
4π εoεr 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
4π εoεr rA rB
L
ABCD
• LBC = LDA = 0
}
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C
=0
ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA
LAB
qQ 1
qQ 1
= 4π ε ε r – 4π ε ε r = U(rA) – U(rB)
o r A
o r B
qQ 1
U(r) = 4π ε ε 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 = 4π ε ε r1
o r
differenza di potenziale elettrico (d.d.p.)
LAB
∆V = 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
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CAMPO ELETTRICO e
POTENZIALE ELETTRICO
∆V(r)
modulo : E =
∆r
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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