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Come si calcola lintensita del campo elettrico

Come si calcola lintensita del campo elettrico

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1 Linee di forza di un campo elettrico

Linee di forza di un campo elettrico

Per determinare l’esistenza o meno di un dato campo elettrico, così come le sue caratteristiche, è necessario introdurre in esso una carica q’ che serva da tester. Questa carica q’ è chiamata carica di prova o carica testimone e, per convenzione, è sempre considerata positiva.

Se la carica di prova subisce l’azione di una forza elettrica, ciò significa che si trova nel cuore di un campo elettrico e grazie ad esso possiamo quantificarlo per mezzo di una nuova grandezza chiamata intensità del campo elettrico.

Trova l’intensità del campo elettrico nell’aria ad una distanza di 30 cm dalla carica.

Il campo elettrico dovuto alla carica di prova q è determinato dalla seguente equazione Dove: E= Forza del campo elettrico (N/C) F= Forza (N) q= Carica (C).

Il campo elettrico (o intensità di campo), come la forza, è una grandezza vettoriale, poiché ha un modulo, una direzione e un senso. La direzione del campo elettrico in un punto è uguale a quella della forza esercitata su una carica di prova positiva posta nel punto. Il campo elettrico è dato alla carica positiva e raggiunge quella negativa.

È importante ricordare che il campo elettrico è una proprietà associata allo spazio che circonda la carica elettrica, cioè un campo elettrico esisterà sempre intorno a un corpo carico indipendentemente dal fatto che una carica sia posta nel campo.

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Se q è positivo, E e F avranno la stessa direzione, se q è negativo, la forza F sarà opposta al campo E. Il campo intorno a una carica positiva è diretto radialmente verso l’esterno. Per una carica negativa è diretta verso l’interno della carica.

Formula del campo elettrico

Diciamo che esiste un campo elettrico in una data regione di spazio se, introducendo una carica q’, detta carica di controllo o carica di prova, essa è sottoposta all’azione di una forza elettrica. Questa carica è sempre considerata positiva per convenzione.

EsempioAbbiamo 3 cariche nel vuoto q1 = 7 mC, q2 = -3 mC e q3 = 3 mC situate rispettivamente nei punti A (-3,0) m, B(0,0) m e C(4,0) m, determinare il campo elettrico creato nel punto Z (0,3).

Per visualizzare graficamente il campo elettrico, Michael Faraday (1791-1867) propose una rappresentazione per mezzo di linee chiamate linee di campo o linee di forza. Quando si tracciano queste linee si dovrebbe tenere a mente quanto segue:

Calcolare l’intensità del campo elettrico nel punto p

Poiché U è proporzionale a q, la dipendenza da q si annulla. Pertanto, V non dipende da q. La variazione di energia potenziale ΔUΔU è cruciale, quindi ci interessa la differenza di potenziale o la differenza di potenziale ΔVΔV tra due punti, dove

La differenza di potenziale elettrico tra i punti A e B, VB-VA,VB-VA, è definita come il cambiamento di energia potenziale di una carica q spostata da A a B, diviso per la carica. Le unità della differenza di potenziale sono i joule per coulomb, e Alessandro Volta li chiamò volt (V).

La tensione non è la stessa cosa dell’energia. La tensione è l’energia per unità di carica. Quindi, una batteria per moto e una batteria per auto possono avere la stessa tensione (più precisamente, la stessa differenza di potenziale tra i terminali della batteria) e tuttavia una immagazzina molta più energia dell’altra perché ΔU=qΔV.ΔU=qΔV. La batteria dell’auto può spostare più carica della batteria della moto, anche se sono entrambe batterie a 12 V.

Linee di forza di un campo elettrico

Trova l’intensità del campo elettrico nell’aria ad una distanza di 30 cm dalla carica.

Formula del campo elettrico

Calcolare l’intensità del campo elettrico nel punto p

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