INDICE FENOMENI ELETTRICI

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1 INDICE CAPITOLO 1 FENOMENI ELETTRICI Compendio Introduzione Forze elettrostatiche Induzione elettrostatica La carica elettrica La Legge di Coulomb Campo elettrostatico nel vuoto La Legge di Gauss Flusso di un campo vettoriale Angolo solido Flusso del campo elettrostatico Linee di forza del campo Applicazioni della Legge di Gauss Forma locale della Legge di Gauss Moto di particelle in campi elettrostatici 32 COMPLEMENTI 1-9 Esperimento di Millikan Dipendenza dalla distanza della Legge di Coulomb 38

2 X Indice ISBN La struttura della materia Sistemi di unitàdimisura 42 Riepilogo di alcune relazioni significative 44 CAPITOLO 2 IL POTENZIALE ELETTROSTATICO Compendio Carattere conservativo del campo elettrostatico Campi conservativi e potenziale Potenziale del campo coulombiano Potenziale del campo prodotto da una distribuzione di cariche Definizione operativa del potenziale elettrostatico Calcolo del potenziale in alcuni casi notevoli Potenziale del campo prodotto da un dipolo Potenziale del campo di un disco uniformemente carico Potenziale di un filo uniformemente carico Calcolo di differenze di potenziale mediante l integrale di linea del campo Calcolo del campo dal potenziale Energia potenziale e moto di particelle cariche Energia potenziale ed equilibrio nei campi elettrostatici La seconda equazione di Maxwell per il campo elettrostatico Equazioni di Poisson e di Laplace 67 COMPLEMENTI 2-7 Campo elettrostatico del dipolo Potenziale di una distribuzione di carica a simmetria sferica 70 APPROFONDIMENTI 2-9 Sviluppo del potenziale in serie di multipoli I problemi di Dirichlet e di Neumann 78 Riepilogo di alcune relazioni significative 79 CAPITOLO 3 CONDUTTORI E CONDENSATORI Compendio Campo elettrostatico nei conduttori Campi e cariche nei conduttori Conduttore cavo e schermo elettrostatico Campo nelle vicinanze di un conduttore metallico Pressione elettrostatica Potenziale e capacità dei conduttori Un sistema di più conduttori 94

3 ISBN Indice XI 3-4 Condensatori Il condensatore sferico Condensatori piano e cilindrico Sistemi di condensatori Energia elettrostatica di un condensatore carico Forze fra le armature di un condensatore Condensatori con dielettrico Elementi di elettrostatica nei dielettrici Polarizzazione nei dielettrici Introduzione ai campi elettrici nella materia 114 COMPLEMENTI 3-8 Condizioni al contorno Energia elettrostatica Sistemi di cariche Densità dienergia del campo Energia elettrostatica nei dielettrici 121 APPROFONDIMENTI 3-10 Schermo elettrostatico Stabilità dei conduttori carichi Campi nei dielettrici 126 Riepilogo di alcune relazioni significative 131 CAPITOLO 4 CORRENTI ELETTRICHE STAZIONARIE Compendio Intensità dicorrente Conservazione della carica elettrica La legge di Ohm Modello classico della conduzione Resistenze elettriche Generatori di forza elettromotrice Le leggi di Kirchhoff Misure di corrente, tensione e resistenza Trasporto a distanza dell energia elettrica Fenomeni non stazionari 159 COMPLEMENTI 4-11 Conduzione nei liquidi Conduzione nei gas Effetti termoelettrici 164 APPROFONDIMENTI 4-14 Celle fotovoltaiche Celle a combustibile Superconduttività 169

4 XII Indice ISBN Riepilogo di alcune relazioni significative 170 CAPITOLO 5 CAMPI MAGNETICI STAZIONARI Compendio Il magnetismo Gli esperimenti di Oersted e Ampère Forza di Lorentz e campo magnetico Campo magnetico prodotto da correnti stazionarie Forze magnetiche su circuiti percorsi da corrente Le sorgenti di B La Legge di Ampère e il rotore di B Campo magnetico prodotto da una carica in moto Moto di particelle cariche in campi magnetici Effetto Hall Equivalenza fra spire e aghi magnetici 195 COMPLEMENTI 5-12 Proprietà magnetiche della materia Amperometri e galvanometri Elettrostatica e magnetostatica 208 APPROFONDIMENTI 5-15 Risonanza magnetica nucleare Il potenziale vettore 210 Riepilogo di alcune relazioni significative 213 CAPITOLO 6 CAMPI ELETTROMAGNETICI Compendio La legge di Faraday dell induzione Induzione dovuta al moto relativo Induzione di trasformazione Il rotore di E Mutua induzione e autoinduzione Correnti di Foucault Induttanze in serie e in parallelo Densità dienergia del campo magnetico Circuiti oscillanti Fenomeni transitori Le equazioni di Maxwell La Legge di Ampère-Maxwell Leggi fondamentali dell elettromagnetismo 240

5 ISBN Indice XIII COMPLEMENTI 6-11 Il betatrone Correnti alternate Potenza in circuiti a corrente alternata Filtri Trasformatori Misure in corrente alternata 254 APPROFONDIMENTI 6-16 Coefficiente di mutua induzione Energia nei campi magnetici Onde elettromagnetiche nel vuoto Potenziali elettromagnetici e potenziali ritardati 259 Riepilogo di alcune relazioni significative 261 CAPITOLO 7 ONDE ELETTROMAGNETICHE Compendio Introduzione La scoperta delle onde elettromagnetiche Equazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto Onde piane Onde sferiche Onde piane monocromatiche Campi elettrici e magnetici nelle onde piane Energia e impulso nei campi elettromagnetici Teorema di Poynting e densità dienergia Densità diimpulso del campo elettromagnetico Energia trasportata dalle onde elettromagnetiche Impulso trasportato dalle onde elettromagnetiche 281 COMPLEMENTI 7-6 Emissione di radiazione elettromagnetica da cariche accelerate Irraggiamento di una carica oscillante e radiazione di dipolo Lo spettro elettromagnetico 296 Riepilogo di alcune relazioni significative 298