LE Cariche Elettriche Capitolo 1 Fisica PDF

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LE CARICHE ELETTRICHE

ELETTRICITA’: dal greco ELEKTRON vuol dire AMBRA : una resina fossile ; i Greci dopo averla strofinata su un panno notarono che era in grado di ATTIIRARE a sè PICCOLI OGGETTI LEGGERI

PROPRIETA’ ELETTRICA DELLA ELETTRIZZAZIONE UN CORPO è DETTO ELETTRIZZATO QUANDO è IN GRADO DI ATTIRARE A Sè PICCOLI OGGETTI LEGGERI Esitono 2 tipi di CARICA ELETTRICA : POSITIVA: carica vetrosa, + , vetro NEGATIVA: carica resinosa, - , ambra ed esiste un INTERAZIONE ELETTRICA: DUE CORPI CHE HANNO CARICA DELLO STESSO SEGNO SI RESPINGONO DUE CORPI CHE HANNO CARICA DI SEGNO OPPOSTO SI ATTRAGGONO la forza elettrica pu. essere sia attrattiva sia repulsiva.

LA MATERIA è costituita da ATOMI: sono costituiti da CARICHE ELETTRICHE: POSITIVE: PROTONI che si trovano nello spazio centrale dell’atomo NEGATIVE: ELETTRONI che si trovano nello spazio circostante UN ATOMO è ELETTRICAMENTE NEUTRO : protoni=elettroni ( si annullano e sono in EQUILIBRIO ) quindi anche la materia è NEUTRA I protoni sono legati strettamente tra loro ai neutroni perci. non solo liberi di muoversi e non abbandonano l’atomo a cui appartengono.Gli elettroni invece sono trattenuti attorno al nucleo più debolmente, quindi si allontanano e possono passare da un atomo ad un altro

Secondo il Sistema Internazionale l’unità di misura della carica elettrica è il COULOMB C

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Il valore assoluto e è la carica più piccola misurabile , è una costante fondamentale , nota come CARICA ELETTRICA ELEMENTARE e = 1,6022 ∙ 10 C Ogni carica elettrica è un multiplo di – e o di +e

CARICA ELETTRICA ELETTRONE: -e = -1,6022 ∙ 10 C 

CARICA PROTONE: 

+e = +1,6022 ∙ 10 C

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Ogni carica elettrica è un multiplo di –e o di +e

QUANDO SI CARICANO DUE CORPI NEUTRI CREI UNO SQUILIBRIO ELETTROSTATICO

esistono 3 tipi di ELETTRIZZAZIONE : (PREMESSA : L’ELETTRIZZAZIONE è un TRASFERIMENTO DI ELETTRONI un corpo è negativo quando ha più elettroni che protoni un corpo è positivo quando ha meno elettroni che protoni UN CORPO CARICO CONTIENE CARICHE DI TUTTI E DUE I TIPI ; TUTTAVIA SOLTANTO GLI ELETTRONI SONO MOBILI E POSSONO TRASFERIRSI DA UN CORPO ALL’ALTRO.)

1. ELETTRIZZAZIONE PER STROFINIO 2. ELETTRIZZAZIONE PER CONTATTO 3. ELETTRIZZAZIONE PER INDUZIONE ELETTROSTATICA

1. ELETTRIZZAZIONE PER STROFINIO

Un corpo inizialmente scarico pu. essere elettrizzato mediamente lo SFREGAMENTO con un altro corpo, in seguito al quale tra essi avviene un PASSAGGIO DI CARICHE ELETTRICA. Sfregandoli quindi crei uno squilibrio elettrostatico.

L’elettrizzazione è un TRASFERIMENTO DI ELETTRONI , SENZA CREAZIONE o DISTRUZIONE DI CARICHE = PROPRIETA’ nota come PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA CARICA ELETTRICA

Quindi in un sistema chiuso la somma algebrica delle cariche elettriche rimane costante. In altri termini: le singole cariche si possono trasferire all’interno del sistema ma la carica totale non cambia, indipendentemente dai processi fisici che avvengono nel sistema. Quando sfreghiamo tra loro un panno di lana e una bacchetta di plastica, la carica totale del sistema formato dai due corpi rimane costante: sui due corpi si accumulano piccolissime quantità di carica uguali ma di segno opposto. 

# La prima MACCHINA ELETTROSTATICA : Von Guericke (1672)

2. ELETTRIZZAZIONE PER CONTATTO PREMESSA : DIFFERENZA TRA CONDUTTORI ELETTRICI E ISOLANTI ELETTRICI ( entrambi sono dei corpi)

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I conduttori sono materiali attraverso i quali la carica elettrica si trasferisce con facilità. ( metalli o corpo umano)

PERMETTONO IL PASSAGGIO DI ELETTRONI -

Gli isolanti sono materiali attraverso i quali la carica elettrica si trasferisce con estrema difficoltà. ( materiali come gomma,vetro,plastica e ceramica)

NON PERMETTONO IL PASSAGGIO DI ELETTRONI

I conduttori possono essere caricati mediante elettrizzazione per contatto. UN CORPO SCARICO PU. ESSERE ELETTRIZZATO PER CONTATTO CON UN CORPO CARICO CHE TRASFERISCE SU DI ESSO PARTO DELLA SUA CARICA Nei isolanti invece si verifica il fenomeno della POLARIZZAZIONE poichè qui gli elettroni non sono liberi di allontanarsi agli atomo a cui appartengono tendono a SPOSTARSI LEGGERMENTE dalla loro posizione Si formano così dei DIPOLI ELETTRICI formati da un addensamento di carica positiva e addensamento di carica negativa. Esiste la polarizzazione(=gli elettroni non sono liberi di allontanarsi dagli atomi a cui appartengono , si spostano leggermente) per : DEFORMAZIONE : i dipoli elettrici si addensano da una parte con carica + dall’altra con carica ORIENTAMENTO : i dipoli si dispongono in modo tale che la carica opposta sia diretta verso lo stesso segno.

3. ELETTRIZZAZIONE PER INDUZIONE ELETTROSTATICA Un conduttore pu. essere caricato anche mediante elettrizzazione per induzio- ne. Con il termine induzione si intende la redistribuzione di cariche in un conduttore per effetto della vicinanza di un corpo carico. Se non avviene contatto fra i due corpi, l’elettrizzazione indotta del conduttore è reversibile: sparisce allontanando il corpo carico. UN CORPO INIZIALMENTE SCARICO PUO’ ACQUISIRE PROPRIETA’ ELETTRICHE PER INDUZIONE ELETTROSTATICA GRAZIE ALLA VICINANZA CON UN ALTRO CORPO CARICO.

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Per verificare se un corpo è carico o no usiamo l’ ELETTROSCOPIO :

è uno strumento che indica se un oggetto è carico. E’ formato da un’asta metallica verticale, collegata in alto a un pomello conduttore e in basso a due foglie conduttrici molto sottil. L’asta e le foglie sono chiuse in un recipiente di vetro che serve da protezione e sostegno.

Un oggetto è carico se messo a contatto con l’elettroscopio fa divaricare le sue foglie. 

LA FORZA DI COULOMB : è una forza elettrica ed è l’interazione elettrica fra 2 corpi carichi

Le proprietà della forza elettrica sono riassunte dalla legge determinata sperimentalmente dal francese Charles Augustin de Coulomb attorno al 1785 e nota pertanto come legge di Coulomb: due cariche puntiformi Q1 e Q2 distanti r nel vuoto esercitano una sull’altra una forza è una forza di tipo VETTORIALE quindi ha ■ DIREZIONE: agisce lungo la retta congiungente le due cariche;

■ VERSO: interazone elettrica = è repulsiva se le cariche hanno lo stesso segno e attrattiva se le cariche hanno segno opposto ■ MODULO: ( la formula)

K = costante dialettrica ( con 0 nel vuoto)

Una proprietà fondamentale della forza elettrica è nota come principio di sovrapposizione: la forza elettrica totale che esercitano più cariche su una carica Q è la somma vet- toriale delle forze che ciascuna di esse eserciterebbe su Q se fosse presente da sola. La forza esercitata da una distribuzione di cariche, ossia da un insieme di cariche, su una carica Q è la somma vet- toriale delle forze che ciascuna carica della distribuzione esercita singolarmente su Q.

Analogie e differenze tra forza elettrica e forza gravitazionale La legge di Coulomb ha una forte somiglianza matematica con la legge gravitazionale universale, che esprime la forza di attrazione F tra due masse m1 e m2 poste ad una distanza r , dove il segno - tiene conto che si tratta di una forza attrattiva ANALOGIA: comune dipendenza dall’universo del quadrato della distanza tra i corpi.

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1° DIFFERENZA: INTERAZIONE GRAVITAZIONALE : si manifesta sempre tra qualsiasi corpo materiale INTERAZIONE ELETTRICA : richiede che i due corpi siano dotati di carica elettrica 2° DIFFERENZA: La forza di gravità è sempre attrattiva, mentre la forza elettrica pu. essere anche repulsiva; la struttura su grande scala dell’Universo è dominata dalla gravità, perchI le masse non possono che attrarsi, mentre il sostanziale equilibrio delle cariche positive e negative nella materia rende assai minore il contributo della forza elettrica nella dinamica dei corpi celesti; 3° DIFFERENZA: la forza elettrica è molto più intensa di quella gravitazionale;...