una scienza pericolosa
inizialmentegli esperimenti sull'elettrostaticità erano resi possibili dalle macchine elettrostatiche
"bottiglia di leida"
immagazzinatore di carica elettrica
scienziati noti
jean antoine nollet
Alessandro volta
perfezionò l'eletrometro
energia elettrica
il campo elettrico contiene energia, perchè ha la capacità di compiere un lavoro
se consideriamo un campo elettrico uniforme. Una carica positiva compie uno spostamento
Quando viene spostata da A a B, durante lo spostamento la forza elettrica
𝐹 = 𝑞𝐸 compie un lavoro
lavoro
energia potenziale elettrica
Analogamente al campo gravitazionale anche per il campo elettrico si può definire un’energia potenziale elettrica riferendosi all’esempio precedente la carica elettrica q quando sta in A haun’energia potenziale maggiore di quando sta in B (energia potenziale si trasforma in energia cinetica)
energia potenziale elettrica
Il lavoro che la forza elettrica compie passando da un punto A ad un punto B dipende solo da questi due punti e non dal particolare percorso che viene fatto. Le forze che hanno questa proprietà si dicono CONSERVATIVE
Energia Potenziale elettrica di due cariche puntiformi
Nel caso di due cariche elettriche puntiformi Q1 e Q2 si pone il livello di zero dell’energia potenziale
nella condizione in cui le due cariche sono a distanza infinita, in tale situazione la forza elettrica tra di esse è nulla
Energia Potenziale elettrica di più cariche puntiformi
L’energia potenziale elettrica di più cariche puntiformi è data dalla somma delle energie potenziali di tutte le possibili coppie.
L’energia potenziale elettrica di UN SISTEMA DI CARICHE è uguale al lavoro compiuto dalle forze
elettriche quando il sistema viene disgregato cioè quando tutte le cariche vengono poste a
distanza infinita tra di loro, il livello zero
Potenziale elettrico e differenza di potenziale
Ricordando che il campo elettrico 𝐸 dipende dall’oggetto carico Q e dal punto A ma non dalla carica
di prova per cui è utile avere una grandezza scalare che abbia le stesse proprietà, per questo motivo viene definito il potenziale elettrico:
Potenziale elettrico e differenza di potenziale
Si definisce POTENZIALE ELETTRICO nel punto A il seguente rapporto
Potenziale elettrico
energia elettrica
Da notare che:1) il potenziale elettrico non dipende dalla carica di prova,
2) In generale ogni punto nello spazio ha un potenziale differente (l’insieme dei punti che hanno lo stesso
potenziale di chiama superfice Equipotenziale)
Potenziale elettrico e differenza di potenziale
Il potenziale elettrico in un punto A è il lavoro compiuto dalla forza elettrica sulla carica di prova
diviso per q, quando la carica si sposta dalla posizione iniziale A a quella di riferimento R in cui il
potenziale stesso è posto a livello zero
Differenza di Potenziale elettrico
Consideriamo un campo elettrico generato da una carica puntiforme Q
Potenziale elettrico e differenza di potenziale
per definizione:
Unità di misura del potenziale elettrico
Superfici equipotenziali
L’insieme dei punti dello spazio che hanno lo stesso potenziale di chiama superfice Equipotenziale,
Nel caso di un campo elettrico generato da una carica puntiforme Q abbiamo detto che
condensatore
Un CONDENSATORE è un sistema costituito da due conduttori chiamati armature separati da un mezzo
isolante fatti in modo che quando uno di essi riceve una carica Q l’altro acquisti per induzione elettrostatica
una carica -Q
Se le due armature vengono collegate con un filo elettrico queste si neutralizzano a vicenda
Il condensatore viene utilizzato per immagazzinare cariche elettriche per utilizzarle successivamente
Le armature dei condensatori possono avere forme differenti
condensatore
Un CONDENSATORE PIANO è formato da due lastre metalliche piane e parallele di uguale estensione poste
a distanza piccola rispetto alla loro dimensione
condensatore
Se carichiamo un’armatura con una carica positiva e mettiamo l’altra a terra, su quest’ultima viene indotta
una carica negativa
capacità di un condensatore
La carica Q presente nell’armatura positiva di un condensatore è chiamata carica del condensatore. Si è
dimostrato sperimentalmente che la carica del condensatore è direttamente proporzionale alla differenza
di potenziale ∆𝑉 che c’è fra le due armature; Questo significa che dato un condensatore esiste una costante
C tale che
capacità di un condensatore
Osservazioni importanti1. La capacità di un condensatore è indipendente dalla carica e dalla differenza di potenziale2. La capacità di un condensatore dipende da a. Forma del condensatore b. Dalle dimensioni del condensatore c. Dal materiale che separa le due armature
campo elettrico di un condensatore piano e infinito
Il campo elettrico di un condensatore piano e infinito è nullo all’esterno; all’interno è uniforme e
perpendicolare alle armature nel verso che va da quella positiva a quella negativa con modulo
Dove 𝜎 densita superficiale di carica 𝜀 è la costante dielettrica assoluta
moto di una carica in un campo elettrico uniforme
Consideriamo una particella di massa m e carica q che si trova all'interno di un campo uniforme É generato da due piastre di metallo parallele ed elettrizzate. La forza vec F =a vec L agisce sulla particella è costante e, per il secondo principio della dinamica, dà alla particella l'accelerazione costante