ELETTROSTATICA - CARICA ELETTRICA FORZA DI COULOMB CAMPO ELETTRICO E POTENZIALE ELETTROSTATICA 1

e = 1.6 10–19 C [Q] carica elettrica Q, q CARICA ELETTRICA Grandezza fondamentale : carica elettrica Q, q [Q] unità di misura S.I. coulomb (C) • positiva (+), negativa (–) • Q multipla intera carica elettrica elementare e = 1.6 10–19 C • conservazione della carica elettrica ELETTROSTATICA 2

q1 q2 1 F = 4p eoer r2 FORZA DI COULOMB • legge di Coulomb eo = costante dielettrica del vuoto = 8.86 10–12 C2N–1m–2 er = 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 (forza di gravità) 1 » 9 109 C–2 N m2 (forza elettrostatica) 4p eo ELETTROSTATICA 3

q1 q2 1 F = 4p eoer r2 – + – + FORZA DI COULOMB NELLA MATERIA • legge di Coulomb q1 q2 1 er = 1 nel vuoto F = 4p eoer r2 er > 1 nella materia esempio er (H2O) » 80 ® ® – +F –F q1 q2 vuoto + r ® ® + +F – – + – + – –F – q1 + – q2 + – + materia + + – + – + ELETTROSTATICA 4

F E = q CAMPO ELETTROSTATICO q Q 1 F = 4p eoer r2 q unitaria positiva (cariche elettriche puntiformi) 4p eoer r2 q unitaria positiva ® ® Q F 1 E = E = q 4p eoer r2 newton coulomb–1 (N C–1) unità di misura S.I. ® E +q +q +Q –Q ® E ELETTROSTATICA 5

CAMPO ELETTROSTATICO ® E P + + + + ELETTROSTATICA 6

}LABCD = 0 SI’, perchè il lavoro lungo ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA campo di forze conservativo ? SI’, perchè il lavoro lungo una traiettoria chiusa è nullo B q A (cariche elettriche puntiformi) rA rB Q C D L = LABCD = LAB + LBC + LCD + LDA }LABCD = 0 q Q rA 1 rB 1 • LAB - LCD = – = 4p eoer LBC = LDA = 0 • ELETTROSTATICA 7

q Q 1 U(r) = r 4p eoer ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA q Q q Q 1 1 LAB = = U(rA) – U(rB) rA – 4p eoer 4p eoer rB q Q 1 U(r) = 4p eoer r funzione energia potenziale elettrostatica (cariche elettriche puntiformi) ELETTROSTATICA 8

U V = q POTENZIALE ELETTRICO carica puntiforme U(r) Q 1 V(r) = = q 4p eoer r differenza di potenziale elettrico (d.d.p.) LAB DV = VB – VA = – q LA¥ B ® ¥ VB = 0 VA = – q dimensioni [M][L]2[t]–2[Q]–1 joule unità di misura S.I. volt (V) = coulomb ELETTROSTATICA 9

e CAMPO ELETTRICO e POTENZIALE ELETTRICO DV(r) modulo : E = Dr unità di misura del campo elettrico newton volt (N C–1) = (V m–1) coulomb metro unità di misura pratica di energia (scala atomica) elettronVolt (eV) = 1.6 10–19C 1 V = 1.6 10–19 J e ELETTROSTATICA 10