Fisica - Elettromagnetismo

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	31.07.2001
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ELETTROSTATICA: fenomeni fisici connessi a cariche elettriche ferme nello spazio
ELETTRODINAMICA: fenomeni fisici connessi a cariche elettriche in movimento
CAMPO ELETTRICO: attribuisce determinate proprietà ad un punto nello spazio
COLOUMB: se consideriamo un filo conduttore percorso da una corrente elettrica la cui intensità è un ampere, si definisce coloumb la quantità di carica, che passa in un secondo attraverso una qualunque sezione del filo
FLUSSO: il flusso FE attraverso la superficie S del vettore campo elettrico rappresenta il numero di linee di forza che attraversano la superficie = E S cos
LINEE DI FORZA: le linee di forza rappresentano la traiettoria della carica di prova se la pongo in un punto qualunque di quella linea
LEGGE DI COLOUMB: F = K_____ K (costante di proporzionalità) = ______
Questa legge, come quella della gravitazione universale, vale solo se i corpi sono puntiformi oppure sferici
Questa legge ci dà solo il modulo e l’intensità delle due forze; la direzione è la retta passante per le due cariche e il verso dipende dai segni delle cariche.
L’AMPERE è l’unità di misura dell’intensità elettrica ed è un’unità di misura fondamentale
Un corpo si può caricare e scaricare solo secondo multipli dell’elettrone quindi la corrente è discontinua
Gli elettroni di conduzione (liberi dall’attrazione coloumbiana) sono i responsabili della circolazione di energia elettrica nei circuiti
I modi per caricare un corpo sono: per contatto, per strofinio e per induzione elettrostatica
VETTORE CAMPO ELETTRICO: rappresenta la forza che agisce su una carica unitaria E =____ e si misura quindi in ___
Il numero di linee di forza che attraversano una superficie unitaria disposta perpendicolarmente alla direzione del vettore E è direttamente proporzionale all’intensità del vettore E. il flusso è dato da = E S cos
1° EQUAZIONE DI MAXWELL ( o legge di Gauss per l’elettrostatica) :
ds è un vettore che ha per modulo l’area della superficie considerata, direzione perpendicolare alla superficie, il verso è verso l’esterno della superficie chiusa; q è la carica totale racchiusa dalla superficie, ottenuta sommando algebricamente sia le cariche positive sia quelle negative, che si trovano all’interno della superficie.
Calcolare l’integrale di superficie significa trovare il flusso totale attraverso la superficie chiusa considerata.
Il flusso è una grandezza scalare.
PRIMA APPLICAZIONE DELLA LEGGE DI GAUSS: consideriamo una carica puntiforme e come superficie gaussiana scegliamo una sfera
E si può considerare costante in modulo su tutti i punti della superficie gaussiana considerata, perché è sempre equidistante dalla carica q

L’unica variabile è r; la variazione di E dipende dall’inverso del quadrato della distanza
SECONDA APPLICAZIONE DELLA LEGGE DI GAUSS: ricaviamo il vettore E relativo ad una distribuzione lineare, uniforme, illimitata di carica elettrica. Scomponiamo il filo in elementi infinitesimi in modo da poterlo scomporre ed applicare Gauss.
Il flusso che attraversa le basi è nullo perché cos90°=O
= densità lineare di carica
r = distanza del punto considerato dall’asse del filo
E dipende dalla distanza del filo ed è inversamente proporzionale alla distanza
TERZA APPLICAZIONE DELLA LEGGE DI GAUSS: distribuzione piana uniforme illimitata di carica elettrica

Una distribuzione di carica come quella considerata genera un campo uniforme in ciascun semispazio
QUARTA APPLICAZIONE DELLA LEGGE DI GAUSS: determiniamo il campo in un punto vicino alla superficie di un conduttore carico isolato ( il risultato che troveremo avrà valore solo vicino alla superficie del conduttore)
N.B. P è vicino al corpo conduttore, così che possiamo considerare trascurabili i contributi al campo in P da parte di cariche, che si trovano sulla superficie del corpo fuori dalla zona indicata
QUINTA APPLICAZIONE DELLA LEGGE DI GAUSS: determiniamo il campo elettrico all’interno di un corpo conduttore carico isolato ( la carica è solo sulla superficie)

CONCLUSIONE: la legge di Gauss ci ha permesso di affermare che all’interno di un corpo conduttore isolato il campo è uguale a 0, mentre la carica si sposta sulla sua superficie esterna
Si definisce DIFFERENZA DI POTENZIALE il lavoro che si deve compiere per spostare , in condizione di equilibrio, una carica unitaria dal punto A al punto B. in condizione di equilibrio significa che la velocità deve essere costante. Non interessa quale percorso si segua per spostare la carica da un punto ad un altro per il fatto che il campo è conservativo. L’unità di misura è il volt = 1J / 1 coloumb
Vab = Lab / q
Si definisce potenziale di un punto di un campo elettrostatico il lavoro che si deve compiere per spostare una carica unitaria dall’infinito (deve trovarsi a distanza molto grande da qualsiasi carica elettrica in modo da non essere soggetta ad alcun campo)al punto considerato in condizione di equilibrio.
Considerando un condensatore piano ( il campo è uniforme) Fe = -Fc ( la risultante è nulla) F= m a R= m a =O a =O (V cost) Ec = 1/2m v quindi al variare di V varia anche l’energia cinetica. Il lavoro compiuto dal campo è positivo, mentre quello compiuto dalla forza esterna è negativo.
Si definisce SUPERFICIE EQUIPOTENZIALE quella superficie i cui punti si trovano tutti allo stesso potenziale, quindi nel caso di una carica puntiforme si tratta di una superficie concentrica, perché i suoi punti hanno tutti uguale r.
Si definisce capacità di un condensatore e si indica con C il rapporto tra la quantità di carica q presente su ciascuna armatura e la differenza di potenziale tra le armature stesse C= q/V.