Esperimentazione fisica II A
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- Adolfo Renzi
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1 Espeimentazione fisica II A Pof. 3 Ottobe 2 Dicembe 2005 Pogamma: Richiami di elettostatica: Caica elettica, Foza di Coulomb, Campo Elettico, Potenziale elettico. Coente elettica, legge di Ohm, leggi dei cicuiti in coente continua, Componenti cicuitali; cicuiti in coente altenata, Potenza nei cicuiti in continua e altenata. Stumenti di misua: Galvanometo, ampeometo, Voltmeto, Ohmeto, multimeto, oscillogafo Misue di esistenza: Ponte di Wheatstone Metodo potenziometico, Divisoe di tensione. Ponti in coente altenata. Testi: Qualunque testo di Fisica II G.Poggi Espeimenti di Eletticita e Magnetismo Dispense
2 Oganizzazione Lezioni teoiche pe ~30 oe (3 Ottobe -2 Dicembe) Lezioni disponibili su 4 espeienze di laboatoio (7-9/11,14-16/11, 21-23/11, 28-30/11) 1) Multimeti e Ponte di Wheatstone 2) Misue con oscillogafo 3) Metodo potenziometico 4) Ponti in altenata Le espeienze sono svolte in guppi di 2-3 pesone. Pe ogni espeienza e pevista la consegna di una elazione scitta la settimana successiva allo svolgimento dell espeienza. A fine coso chi ha consegnato 3 elazioni sufficienti puo patecipae ad una veifica scitta che pemette di ottenee l acceditamento. Ricevimento: Matedi Date esami: 14/12/05, 11/1/06
3 Eletticità Scopo del coso è quello di entae in contatto con i fenomeni e le gandezze elettiche in modo da impaae ad utilizzae la stumentazione che poi saà utilizzata pe la speimentazione ed eventualmente nella vita quotidiana. Fenomeni di elettizzazione + caica elettica -
4 Induzione elettostatica Caica pe induzione di un oggetto metallico
5 Legge di Coulomb F 1 2 F 12 = q 1q ˆ 2 Foza che q 1 esecita su q 2 0 = C 2 /(N m 2 ) e - = C ---> 1 C = caica di e - Bilancia di tosione
6 Campo Elettico Caica Q fissa nello spazio; q 0 piccola, fema in alta posizione, sente l effetto di Q (Coulomb). Il appoto F/q 0 e indipendente da q 0 Campo elettico E = Q modifica le popietà dello spazio cicostante, è sogente del campo E Pe più caiche vale il pincipio di sovapposizione F q 0 [ V ] m [ ] Linee di campo #linee E
7 Campi elettici di insiemi di caiche dipolo elettico
8 Moto paticella caica in campo E unifome Equivalenza con moto poiettile in campo gavitazionale F = qe = ma a = q E m = ee m j v x = v i v y = at = ee m t v = v i 2 + e2 E 2 m 2 t 2 all uscita di E la caica si muove con v>v i Applicazione: Oscilloscopio
9 Conduttoi Un buon conduttoe possiede caiche (e - ) non legate agli atomi e quindi sono libee di muovesi nel mateiale. Legge di Gauss Flusso totale attaveso una qualunque supeficie chiusa che acchiude una caica q è uguale a q/ 0 E = E ds = q EdS = E ds= 4 0 (4 2 ) = q 2 0 Se non c è moto di caiche il conduttoe ha: E int = 0 su conduttoe isolato eventuali caiche sono sulla supeficie appena fuoi del conduttoe E alla supeficie e vale / 0 su conduttoe di foma iegolae la caica tende a concentasi nei punti a aggio di cuvatua più piccolo
10 Potenziale Elettico Concetto di enegia potenziale intodotto in connessione con foze consevative (gavitazione). La foza di Coulomb è consevativa, campo elettostatico è consevativo. Integale di linea indipendente dal cammino. B A E 0 d l = Q ( 1 1 ) = V A V B 4 0 A B Pe uno spostamento finito di q 0 da A a B la vaiazione di Enegia potenziale è U = q 0 B A E d l Potenziale elettico caica puntifome Punto B a potenziale più basso di A. Caica di pova + che va da A a B pede enegia potenziale elettica Massa m che si muove veso il basso pede enegia potenziale gavitazionale V = U q 0 [Volt]
11 V = U q 0 Diffeenza di Potenziale E A d B V B V A = E d Segno - poiché B è a potenziale minoe di A B A B l = Edl E dl= Ed A B A Campo elettico ta le amatue è: 12V d E Tutti i punti di un piano unifome sono allo stesso potenziale Supefici equipotenziali
12 Coente elettica Coente elettica = flusso di caica attaveso una ceta egione di spazio La coente è la quantità di caica che attavesa la supeficie nell unità di tempo I dq dt Ampee 1A = 1C 1s Pe convenzione, veso positivo quello in cui fluisce la caica positiva In un conduttoe odinaio (ame) la coente è dovuta al moto degli e - quindi il veso della coente è opposto al moto delle caiche Si hanno anche coenti di caiche positive (p in acceleatoi) e moto combinato di caiche positive e negative(gas, elettoliti)
13 Modello micoscopico della coente Collegamento coente con moto potatoi di caica Volume dell elemento x è A x n, densità potatoi caica la caica in questo elemento è Se le caiche si muovono con v d, nel tempo t pecoono x=v d t Q = (nav d t)q v d, velocità di deiva Q = ( na x)q Dividendo pe t si ha la coente media I med = Q t = nqv d A Rappesentazione schematica del moto a zig-zag di un e - in un conduttoe Densità di coente J I A = nqv d
14 Legge di Ohm Quando c è moto di caica in un conduttoe si instaua un campo E 0. In geneale la densità di coente è J = nq v d In un conduttoe si stabiliscono densità di coente J e campo E quando ai suoi capi è mantenuta una d.d.p. d.d.p. costante ---> I costante In molti mateiali J = E,conducibilità Questi mateiali si dicono ohmici
15 Espeienza A
16 Espeienza B
17 Espeienza C
18 Espeienza D
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