Cariche elettriche, forze e campi: teoria e formule

Appunto inviato da stefando
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Riassunto che affronta i seguenti argomenti: la carica elettrica, isolanti e conduttori, la legge di Coloumb, il campo elettrico, le linee del campo elettrico, la schermatura, il flusso del campo elettrico e la legge di Gauss (4 pagine formato doc)

CARICHE ELETTRICHE FORZE E CAMPI

Cariche elettriche, forze e campi.
1)    LA CARICA ELETTRICA: sorgente positiva: sorgente di campo.

sorgente negativa: pozzo di campo
La carica elettrica è una proprietà fondamentale della materia. Esistono due tipi di cariche: Le cariche negative formate dagli elettroni e le cariche positive formate dai protoni.  Se un corpo ha una carica totale nulla sono detti elettricamente neutri.
[Un esempio di oggetto elettricamente neutro è l’atomo, gli atomi sono formati da un nucleo piccolo e molto denso, dotato di carica positiva e circondato da una nuvola di elettroni (dal nome greco dell’ambra, elektron) carichi negativamente)]
VALORE DELLA CARICA ELETTRICA DELL’ELETTRONE: e = 1,60 x 10-19 CC rappresenta l’unità di misura chiamata Coulomb, in onore del fisico francese Charles Augustin de Coulomb.

Legge di Coulomb: spiegazione

CAMPO ELETTRICO FORMULA

Cariche uguali si respingono, cariche opposte si attraggono.
melettrone = 9,11 x 10-31 kg        mprotone = 1,673 x 10-27 kg        mNeutrone = 1,675 x 10-27 kg
LA SEPARAZIONE DELLE CARICHE:  strofinando un pezzo d’ambra con una pelliccia, conferiamo una carica elettrica.

Inizialmente si pensava che lo sfregamento creasse la carica osservata. Ora invece sappiamo che strofinando la pelliccia sull’ambra non facciamo altro che TRASFERIRE la carica dall’una all’altra, mantenendo invariata la quantità di carica totale.
Prima di caricarsi i due materiali sono entrambi neutri; con lo sfregamento alcuni elettroni vengono trasferiti dalla pelliccia all’ambra, dando a quest’ultima una carica netta negativa e lasciando la pelliccia con un carica netta positiva. In nessun istante è stata creata o distrutta qualche carica.
[Quando una certa quantità di carica passa da un corpo a un altro, di solito sono gli elettroni a spostarsi. Gli elettroni sono esterni, sono spesso poco legati e abbastanza facilmente separabili dal nucleo.]

IL CAMPO ELETTRICO E IL POTENZIALE: RIASSUNTO

L’atomo che perde un elettrone diventa IONE POSITIVO; l’atomo che riceve un elettrone supplementare diventa uno IONE NEGATIVO.
CONSERVAZIONE DELLA CARICA ELETTRICA:  La carica elettrica totale dell’universo è costante. Nessun processo fisico può determinare un aumento o una diminuzione della quantità totale di carica elettrica dell’universo.
EFFETTO TRIBOELETTRICO: ci sono materiali che acquisiscono più o meno facilmente cariche per strofinamento.
LA POLARIZZAZIONE:   Normalmente le cariche di segno opposto si attraggono, ma è anche possibile che una sbarretta carica attragga piccoli oggetti che hanno una carica complessiva nulla (neutri). Il meccanismo di questo tipo di attrazione è chiamato polarizzazione. [ad esempio, avviciniamo una barretta carica positivamente verso un oggetto neutro; gli atomi dell’oggetto più vicini alla superficie si deformano, allungandosi, poiché i loro elettroni sono attratti verso la sbarra che stiamo avvicinando, mentre i protoni si allontanano poiché respinti.  sulla porzione di superficie vicina alla sbarretta si accumula una carica risultante negativa, detta CARICA DI POLARIZZAZIONE. Perciò avviene un’attrazione tra la sbarretta e l’intero oggetto, nonostante sia neutro quest’ultimo.