ELETTROSTATICA

Si dimostra sperimentalmente che se strofiniamo una bacchetta di plastica su di un panno essa è in grado di attrarre dei pezzettini di carta.
Questo fatto noi lo giustifichiamo dicendo che la bacchetta di plastica si è caricata di elettricità negativa, cioè ha acquistato una carica elettrica negativa durante lo strofinio con il panno.  Quando noi avviciniamo la bacchetta alla carta, si verifica che la carta si carica di elettricità positiva e viene attirata dalla bacchetta di plastica.
Quindi l'esperienza ci dice che esistono delle cariche elettriche.  La carica elettrica può essere di segno positivo, che indichiamo con + o di segno negativo che indichiamo con il 
- . Cariche elettriche dello stesso segno si respingono; cariche elettriche di segno opposto si attraggono.
L ’ elettroscopio a foglie d'oro è uno strumento che rileva la presenza di cariche elettriche.

 

La bacchetta carica positivamente, trasmette la sua carica alle foglie d'oro che si respingono perché cariche dello stesso segno


Quanto più si allontanano le foglie d'oro tanto maggiore è la carica elettrica.  La carica elettrica si misura in Coulomb.
Quindi se ho una sfera caricata con elettricità positiva la indico con:

Simbolo di una carica positiva

essa possiede una carica Q espressa in coulomb; cioè Q è la quantità di elettricità misurata in Coulomb.

 

Analogamente per una carica negativa che indico con:

Simbolo di una carica negativa


Tra le due cariche poste in vicinanza si presenta una certa attrazione.
 

Cariche di segno opposto si attraggono

Si dice che le due cariche tendono ad attrarsi con una certa forza  F. Sperimentalmente Coulomb ha dimostrato che tale forza e':

                                      F = -      1          Q1 Q2    .
                                                   4 pe           d2

La forza si misura in Newton.  In tale formula Q è la carica posseduta da un corpo; d è la distanza misurata in metri; e (epsilon), è una costante.  La costante  e  dipende dal mezzo in cui sono immerse le cariche elettriche.  Infatti se le cariche elettriche si trovano nell'aria asciutta manifestano una certa attrazione;   se l'aria è umida l'attrazione è minore; se tra le due sfere ci metto un isolante la forza cambia.
Poiché i fenomeni elettrostatici avvengono solo negli isolanti, in quanto nei conduttori le cariche elettriche si annullano immediatamente, e è detta costante dielettrica, cioè costante degli isolanti.
Quindi la legge di Coulomb dice che la forza di attrazione o di repulsione che agisce su due cariche elettriche è proporzionale al prodotto delle due cariche, è inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza e dipende dalla natura dell'isolante.    Il segno - tiene conto del fatto che se le cariche sono dello stesso segno esse si respingono.

CAMPO ELETTRICO

Supponiamo di avere due cariche elettriche positive, una molto piccola ed una molto grande. Per esempio Q1= 1000 coulomb e Q2= 10 coulomb.

Cariche molto differenti per carica posseduta


Prendiamo ora in considerazione lo spazio che circonda la carica  grande. Esso dal punto di vista elettrostatico non resta indifferente; infatti se io avvicino la carica Q2 essa mi viene respinta.
 Si dice che la carica Q1 ha creato attorno a se uno spazio in cui si manifestano dei fenomeni elettrostatici di attrazione o di repulsione.  In pratica qualunque corpo carico di elettricità si crea attorno a se un campo elettrico, cioè una zona di spazio in cui esercita una certa influenza elettrostatica, cioè respinge le cariche dello stesso segno e attrae le cariche di segno opposto.
Per renderci meglio conto dell'andamento del campo si tracciano le linee di forza, che sono delle linee immaginarie che indicano qualitativamente l'andamento del campo.
 

Linee di forza uscenti dalla carica positiva, per indicare che respinge una carica positiva che si avvicina                                       Linee di forza entranti in una carica negativa, per indicare che attrae una carica positiva che si avvicina


 

Le linee di forza hanno un andamento radiale, cioè sono come dei raggi che passano per il centro; la freccia è uscente per le cariche positive ed entrante per le cariche negative.

Se avviciniamo due cariche di segno opposto il campo elettrico sarà il seguente:
 

Linee di forza tra due cariche di segno opposto

Se i sue corpi sono piani il campo elettrico lo disegniamo in questo modo:

Linee di forza tra due cariche piane

L'intensità del campo elettrico indica quanto un campo è forte o meno forte e si misura in volt/metro oppure in kilovolt/cm.

L'intensita' di campo elettrico e' definita dalla formula:

                                        E =     V
                                                   d

che ci dice che l'intensità di campo elettrico E è direttamente proporzionale alla tensione V e inversamente proporzionale alla distanza d.

Cioè se ho due armature:

Due armature (pezzi di metallo conduttore) sottoposte alla tensione di 220 V                                  Le stesse armature allontanate fino a 2 centimetri

                   E = 220 = 220 V/cm                             E = 220  = 110  V/cm
                           1                                                           2


 
 

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