Elettrostatica

ELETTROSTATICA

Corpo elettrizzato è un corpo che ha acquistato la capacità di attirare a sè altri oggetti.
Gli elettroni possono passare da un corpo all'altro (esempio per strofinio). Un corpo negativo ha un piccolo eccesso di elettroni, mentre un corpo positivo ha una piccola mancanza di elettroni.
Isolanti sono le sostanze come plastica o ceramica che si caricano sempre quando sono strofinate.
Conduttori sono i materiali come ferro o il nostro corpo che si comportano diversamente dagli isolanti.

Legge di Coulomb(unità di misura della carica):
Il valore della forza elettrica tra due cariche puntiformi:
-è direttamente proporzionale a ciascuna carica;
-è inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

Se le due cariche hanno stesso segno F è positiva (repulsiva), mentre se hanno verso opposto la forza sarà attrattiva.


Campo elettrico è quello spazio in cui una carica fa risentire la sua forza ad un'altra carica.
La carica di prova è una carica elettrica puntiforme, abbastanza piccola da non modificare il sistema fisico che si intende andare a studiare.
Se la carica è positiva le linee hanno stesso verso e stessa direzione, mentre se è negativa hanno stessa direzione ma verso opposto.
Campo elettrico a distanza r da una carica Q
                                                           

Verso del campo elettrico è uscente dalle cariche positive ed entrante verso quelle negative. Diversi campi elettrici in un solo punto si sommano con la regola del parallelogramma.

Proprietà delle linee di campo:
-in ogni punto sono tangenti al vettore campo elettrico;
-hanno il verso del vettore campo elettrico;
-escono dalle cariche positive ed entrano in quelle negative;
-la loro densità è direttamente proporzionale all'intensità del campo elettrico.

Vettore superficie S descrive una superficie piana e ha:
-direzione perpendicolare alla superficie;
-verso se piano arbitrario, se no uscente;
-il modulo è pari all'area della superficie.

Teorema di Gauss: il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa è direttamente proporzionale alla carica totale contenuta all'interno della superficie


Campo elettrico di un piano infinito di cariche


Proprietà del flusso del campo elettrico:
-non dipende dalla forma e dimensione della superficie;
-non dipende dalle singole cariche ma dalla loro somma;
-le cariche sono interne alla superficie;
-E   non è un campo creato dalle cariche contenute in S, ma il corpo totale in cui S è immerso;
-se le linee del campo entrano in S il flusso è negativo, se sono uscenti è positivo.

Energia potenziale elettrica
Se un sistema di corpi passa dalla configurazione A alla configurazione B mentre agisce una forza F conservativa, si definisce la differenza di energia potenziale

Energia potenziale      

Potenziale elettrico: si pone in A una carica di prova q e si determina l'energia potenziale Ua  di q dovuta alle cariche che generano il campo. Il potenziale Va  nel punto A è uguale al rapporto tra Ua  e la stessa carica di prova q.       che si misura in Volt=J/C

Superficie equipotenziale è il luogo di punti dello spazio in cui il potenziale elettrico assume uno stesso valore



Capacità di un conduttore: la carica che si trova nel conduttore isolato e il potenziale a cui esso si porta sono direttamente proporzionali       si misura in Farad=C/V
il tutto dipende dalle proprietà geometriche, cioè forma e dimensione.

CONDENSATORE: è un dispositivo formato da due armature fatte in modo che quando una di esse riceve una carica Q l'altra acquista per induzione una carica -Q.
La carica Q presente sull'armatura positiva di un condensatore è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale  tra le armature.
Capacità di un condensatore  

All'esterno di un condensatore piano il campo elettrico è nullo, all'interno il campo elettrico è uniforme.

Sistemi di condensatori
Capacità equivalente è la capacità di un singolo condensatore che sottoposto alla stessa differenza di potenziale V a cui è soggetta l'intera rete assorbe la stessa carica elettrica 

Condensatori in parallelo: due o più condensatori sono collegati in parallelo se hanno ai loro estremi la stessa differenza di potenziale:          Ceq= C1+C2...

Condensatori in serie: due o più condensatori collegati in serie portano sulle armature la stessa carica, mentre la differenza di potenziale è la somma delle tensioni ai capi dei condensatori