Richiami di Elettrostatica Martina Luigi XI Scuola Estiva di Fisica 3/7-9/2018
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1 Richiami di Elettostatica Matina Luigi XI Scuola Estiva di Fisica 3/7-9/2018
2 Elettostatica Popietà fondamentale della mateia La Caica Elettica: (come la massa) 1- La Caica Elettica si conseva 2- La Caica Elettica elettica è quantizzata la caica di un nucleo di idogeno (potone) è e Ogni alta caica elettica è un multiplo inteo di e la caica di un elettone è -e L atomo di idogeno è neuto, cioé la sua caica è q H = e - e 0 < e Il nucleo di Uanio ha caica q U = 92 e Nel Sistema Intenazionale e = Coulomb 2
3 Consevazione della Caica e ν γ mean lifetime is geate than yeas (90% Confidence Level) e anything n pνν mean lifetime > yeas (68% CL) chage non-conseving decays < (68% CL) of all neuton decays
4 V 20 e = 3.2 x C
5 Legge di Coulomb 5
6 Pincipio di Sovaposizione 32 F tot 2 = F 12 + F 32 V
7 Quesito 1 (Gaa di 1 livello 11 Dicembe 2006) Due caiche elettiche puntifomi si tovano in posizioni definite da un asse di ascisse indicato in figua. La caica +2q si tova nel punto di ascissa x =+3a e la caica +q nel punto di ascissa x = 3a. In che punto dell asse si deve dispoe una caica +4q pechè il campo nell oigine O sia nullo?
8 Campo Elettico 8
9 Alcuni valoi tipici di E 9
10 Linee di Foza In ogni punto una linea di foza è tangente al campo elettico La linea di foza è solo una appesentazione geometica del campo, Indicandone: la diezione, il veso e l intensità µ (# linee)/(aea della supeficie ^ attavesata) Le linee di foza ( ) pe una caica puntifome positiva Le supefici ( ) otogonali alle linee di foza si dicono equipotenziali 10
11 Linee di Foza pe caiche uguali, ma di segno opposto Fammenti di mateiale dielettico si dispongono lungo le linee di foza del campo elettico 11
12 int = Q S Vol chiusa S chiusa Densità volumetica di caica s = Q g Aea piana chiusa g piana chiusa Densità supeficiale di caica g piana chiusa S
13 Flusso e Divegenza di un campo vettoiale N å i= 1! v! ds i N ¾¾ ¾ FS g! ( v) S g g 13
14 Legge di Gauss!! N å ( ) Tot in S E ds chiusa i ¾¾ ¾ F N S E = chiusa i= 1 e 0! Q N å i= 1! E! dsi N ¾¾ ¾ F S chiusa! ( E) = 0 La legge di Gauss si veifica speimentalmente vea anche pe caiche in moto 14
15 R/2 R L F Q ( ) Tot in S 3/2RQ S E = 113Vm e = L e = 0 0
16 Applicazione della Legge di Gauss R z E( ) y = ( ) ( ) Distibuzione volumetica adiale L invaianza della distibuzione pe otazioni attono a O O x E( ) = E( ) ˆ ( ) ( ) 2 Q ( ) int 1 Q ( ) int F ( ) E = 4p E = Þ E = S 2 e 4pe 0 0 ( ) Esempio ( ) ì 0 0 = í î 0 R R ( ) 0 3 E ì ï = í R 3e 0 ïî 2 /R 0 /3e 0
17 Potenziale Elettico - V 21 - V 12 = Supefici Equipotenziali Lavoo f. appl. /caica = -S i E i dl i V 21 =- ò p1 p2 E dl 17
18 IL potenziale è il lavoo pe unità di caica compiuto conto le foze del campo pe spostae una caica da P 1 a P 2. P2 V P1 P2 P Il campo elettostatico è consevativo
19 V ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA Il lavoo totale pe spostae un a caica Q ta due punti P 1 e P 2, ta i quali esiste una d.d.p. V 21 e data da U = Q V 21 q q 1 q 3 13 U 1 æqq 1 2 qq 1 3 qq ö 3 2 = ç + + 4pe0 è ø L Enegia Potenziale Elettostatica e il lavoo necessaio pe ealizzae una data distibuzione di caica
20 V 1 2 Ec = mcvc = U = edv 2 v c = 2 edv m m» 1840m Þ v» 43v p e e p c
21 Quantizzazione della Caica L espeienza di Millikan F visc = 6p hn PSSC: FISICA,2, Cap
22 V Ec = ed V» ed E 3 Ec Ec 10 ( J) E = = ed d = = 1 ev J e Volt
23 ( dielettici ) Conduttoi S ch iusa Q2 23
24 V qq q - q -3 q
25 D V = 1 4pe 0 Q R Q R V = 4pe0 D Qest = 2 Q
26 (induzione completa) Capacitoi Q = C DV Capacita 1 faad = 1Coulomb 1Volt d Condensatoe a facce piane paallele -Q -Q Q Q A Q/ A Q/ A 0 E = ÛD V = Ed = d e e 0 0 In pesenza di dielettico Cd = ec, e > 1 C = e A d
27 Enegia Elettostatica di un Condensatoe ( ) U = C D V = 2 2 Q C 2
28 Coenti Elettiche Coente -1 ( C sec = Ampee ) Vettoe Densità di coente S chiusa F S chiusa! ( j) = 0 I = F Equazione! ( ) dqschiusa di Continuità S j = - chiusa S chiusa dt
29 Resistenza Elettica J = s E Legge di Ohm micoscopica Conducibilita elettica 1 s = Resistivita S l J DV = s E R S = l Resistenza elettica di un conduttoe filifome RI =DV Legge diohm micoscopica
30
31 Il Ponte di Wheatstone R 1 R x = R 2 R 3
Elettrostatica. -e L atomo di idrogeno è neutro, cioé la sua carica è q H = e - e 0 < e. e = Coulomb. La Carica Elettrica:
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