Elettromagnetismo 1. La carica elettrica

1. La carica elettrica Esistono due tipi di cariche elettriche: positiva e negativa Se due corpi hanno cariche elettriche dello stesso segno, si respingono, se hanno cariche elettriche di segni opposti, si attraggono Modello microscopico: Gli atomi contengono due tipi di particelle cariche: elettroni (-) e protoni (+), con cariche uguali e opposte; gli atomi sono neutri, perché hanno lo stesso numero di elettroni e di protoni, quindi anche i corpi sono neutri Un corpo negativo ha un eccesso di elettroni, un corpo positivo ha una mancanza di elettroni (solo gli elettroni possono muoversi, i protoni no)

2. I conduttori e gli isolanti Un corpo che ha acquisito un eccesso di carica è detto elettrizzato Modi per elettrizzare un corpo: per strofinio, per contatto, per induzione Le sostanze si dividono in: isolanti, le cariche occupano posizioni fisse e non possono spostarsi conduttori, vi sono cariche elettriche che si muovono liberamente (elettroni liberi) Esempi: plastica e vetro sono isolanti, i metalli sono buoni conduttori

3. Misura della carica elettrica Elettroscopio: strumento che serve per sapere se un oggetto è carico Unità di misura della carica elettrica nel SI: coulomb (C) carica elettrica elementare (dell’elettrone) e = 1,6 x 10-19 C Principio di conservazione della carica elettrica: In un sistema chiuso la somma algebrica delle cariche elettriche si mantiene costante, qualsiasi fenomeno abbia luogo in esso

4. Legge di Coulomb Il valore della forza elettrica tra due cariche puntiformi è direttamente proporzionale a ciascuna carica, Q1e Q2 inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza, r se Q1e Q2 hanno stesso segno, F è positiva (forza repulsiva) se Q1e Q2 hanno segni diversi, F è negativa (forza attrattiva) k0 = costante = 9x109 N m2 / C2, 0=costante dielettrica del vuoto Principio di sovrapposizione: la forza totale che agisce su una carica elettrica è uguale alla somma vettoriale delle singole forze che agirebbero su di essa se ciascuna delle altre cariche fosse presente da sola

6. Forza di Coulomb nella materia In un mezzo materiale isolante, a parità di cariche e di distanza si misura una forza di Coulomb minore della forza F che agisce nel vuoto r = costante dielettrica del mezzo (Tabella pag. 17)

Elettrizzazione per strofinio Descrizione Si ottiene strofinando tra loro due corpi Meccanismo Elettroni passano da un oggetto (che si carica positivamente) a un altro (che si carica negativamente) Materiali Isolanti o conduttori impugnati con un manico isolante (altrimenti il conduttore si scarica a terra)

Elettrizzazione per contatto Descrizione Si ottiene mettendo a contatto un corpo elettricamente neutro con uno caricato in precedenza Meccanismo Una parte delle cariche che si trovano sul corpo elettrizzato si sposta su quello che era neutro Materiali Molto efficace tra corpi conduttori Un corpo isolante po’ cedere solo le cariche che si trovano su quella parte che è in diretto contatto con il corpo neutro

Elettrizzazione per induzione Descrizione Si pone un corpo carico (induttore) in prossimità di un corpo scarico (indotto) Meccanismo A causa dell’induzione elettrostatica, le cariche del corpo neutro si separano: quelle dello stesso segno della carica inducente si allontanano da essa, quelle di segno opposto le si avvicinano Materiali Due conduttori posti dapprima vicini e poi allontanati Polarizzazione degli isolanti