Articulu nantu à u campu elettricu
À propositu di a carica elettrica, s'hè amparatu chì e cariche listesse si respinghjenu, mentre chì e cariche diverse s'attraenu. Sè un ughjettu carcu pusitivamente hè avvicinatu à un ughjettu carcu negativamente, i dui ughjetti si tiranu inseme in modu da muvesi l'unu versu l'altru. À u cuntrariu, sè un ughjettu carcu pusitivamente hè avvicinatu à un ughjettu carcu pusitivamente, allora i dui ughjetti si respinghjenu in modu da alluntanassi l'unu da l'altru. Cum'è studiatu nantu à u sughjettu di a lege di Coulomb, l'ughjetti carichi elettricamente ponu accelerà altri ughjetti carichi elettricamente perchè ci hè una forza elettrica chì agisce trà questi ughjetti carichi elettricamente. A forza elettrica chì hè esercitata da un ughjettu carcu elettricamente nantu à altri ughjetti carichi elettricamente hè un esempiu di una forza chì pò agisce senza cuntattu. Un altru esempiu di a forza chì pò agisce à distanza hè a forza di gravità . A forza gravitazionale hè esercitata da un ughjettu di massa nantu à altri ughjetti di massa.
A forza di attritu , a forza di spinta, a forza nurmale sò esempi di forze chì sò faciuli da capisce perchè queste forze agiscenu quandu si faci cuntattu. À u cuntrariu, a forza elettrica hè un esempiu di una forza chì hè difficiule da capisce perchè sta forza pò agisce da una certa distanza senza cuntattu. Per capisce a forza elettrica chì pò agisce da una certa distanza, appare u cuncettu di campu elettricu. U cuncettu di campu elettricu hè statu sviluppatu da u scientistu britannicu Michael Faraday (1791-1867).
Definizione di u campu elettricu (E)
Supponemu chì un vetru fussi inizialmente elettricamente neutru. Dopu esse statu sfregatu cù un pannu, a bacchetta di vetru si carica elettricamente. Quandu a bacchetta di vetru si carica elettricamente, à u listessu tempu, appare un campu elettricu intornu à u vetru. Se u vetru diventa neutru, à u listessu tempu u campu elettricu sparisce. Dunque, l'esistenza di un E ùn pò esse separata da a presenza di una carica elettrica. L'E ùn hè micca un tipu di sustanza cum'è l'aria è micca un tipu d'onda, cum'è l'onde elettromagnetiche. Un E hè qualcosa causatu da una carica elettrica è affetta u spaziu intornu à una carica elettrica, induve altre cariche elettriche sentenu solu l'influenza di un E.
Per verificà s'ellu ci hè un E in una stanza, si suppone chì ci sia una carica di prova in quellu spaziu. A carica di prova hè una carica minima (Q) in modu chì a carica produce un campu elettricu chì hè minusculu, dunque pò esse trascuratu. Tuttavia, a carica di prova pò sente l'influenza di u campu elettricu generatu da altre cariche elettriche. A carica di prova hè presentata solu per investigà s'ellu ci hè un E. S'ellu ci hè un E in u spaziu,
A carica di prova deve subisce a forza elettrica, mentre chì s'ellu ùn ci hè micca E, a carica di prova ùn subisce micca a forza elettrica.
Fighjate a figura à fiancu.
In a figura 1, a carica +q1 è a carica +q2 producenu un E in u spaziu circundante. Quandu a carica di prova +q0 hè piazzata in un puntu in u spaziu, a carica di prova +q0 subisce a forza elettrica. F1 hè a forza elettrica chì hè esercitata da a carica +q1 nantu à a carica di prova +q0 , è F2 hè a forza elettrica esercitata da a carica +q2 nantu à a carica di prova +q0 . In a Figura 2, quandu a carica di prova hè rimossa, l'E ferma è ùn sparisce micca da quellu puntu. E1 hè un campu elettricu pruduttu da una carica elettrica +q1 , è E2 hè un E pruduttu da una carica elettrica + q2.
A magnitudine di u campu elettricu
L'E hè una quantità vettoriale, induve u campu elettricu hà una magnitudine è una direzzione. A magnitudine di un E hè generalmente chjamata forza E. A forza di l'E in un puntu hè definita cum'è a forza di l'elettricità esercitata da una carica elettrica nantu à una carica di prova pusitiva piazzata in quellu puntu, divisa per a dimensione di a carica di prova.
E = forza di u campu elettricu
F = forza elettrica
q = carica di prova
L'unità di a forza elettrica hè u Newton, è l'unità di a carica elettrica hè u Coulomb, dunque l'unità di l'E hè u Newton / Coulomb, abbreviata cum'è N/C.
A direzzione di u campu elettricu
In a Figura 1a, una carica elettrica pusitiva (+Q) esercita a forza elettrica nantu à a carica di prova pusitiva (+q), induve a direzzione di a forza elettrica (F) hè luntanu da a carica di +Q.
In a Figura 1b, quandu a carica di prova hè rimossa, à questu puntu ci hè un campu elettricu (E) chì a so direzzione hè luntanu da a carica elettrica Q.
In a Figura 2a, una carica elettrica negativa (-Q) esercita a forza elettrica in una carica di prova positiva (+q), induve a direzzione di a forza elettrica (F) s'avvicina à a carica -Q.
In a Figura 2b, quandu a carica di prova hè rimossa, à questu puntu ci hè un campu elettricu (E) chì a so direzzione hè vicina à a carica elettrica -Q.
Basatu annantu à a figura è a spiegazione sopra, si pò cunclude chì a direzzione di u campu elettricu hè luntanu da a carica elettrica pusitiva è s'avvicina à a carica elettrica negativa.
Linee di campu elettricu
L'E hè generatu da una carica elettrica è affetta u spaziu intornu à a carica elettrica, induve l'influenza di l'E hè solu sentita da altre cariche elettriche. Quandu un'altra carica elettrica hè in l'E generata da una carica elettrica, un'altra carica elettrica sente l'influenza di una forza elettrica.
Capisce u campu elettricu sopra, cum'è descrittu in l'articulu nantu à l'E, pò esse realizatu cù a mente, ma pò esse imaginatu solu in a mente. Per visualizà un E, sò presentate e linee di campu elettricu. E linee di campu elettricu sò un inseme di linee tracciate intornu à una carica elettrica per indicà l'esistenza di un campu elettricu. Siccomu hà per scopu di mustrà a presenza di un E, ci hè una cunnessione trà queste linee cù un E. In altre parole, a magnitudine è a direzzione di l'E ponu esse spiegate tracciendu linee di campu elettricu.
Eccu a relazione trà a direzzione è l'intensità di u campu elettricu cù e linee di u campu elettricu:
Prima, a direzzione di l'E si alluntana da a carica pusitiva è s'avvicina à a carica negativa. Cusì, a direzzione di e linee di u campu elettricu hè ancu alluntana da a carica pusitiva è s'avvicina à a carica negativa.
Sè a carica pusitiva hè adiacente à a carica negativa, e linee di campu elettricu sò tirate fora da a carica pusitiva versu a carica negativa. À u cuntrariu, sè una carica pusitiva hè adiacente à una carica pusitiva, e linee di campu elettricu sò tirate fora di ogni carica pusitiva è luntanu l'una da l'altra.
Siconda, l'intensità di u campu elettricu hè rapprisintata da a distanza trà e linee di u campu elettricu. Più vicina hè a distanza trà e linee di u campu elettricu, più alta hè l'intensità di u campu elettricu è più luntana hè a distanza trà e linee di u campu elettricu, più chjuca hè l'intensità di u campu elettricu.
Perchè, più vicina hè a distanza trà e linee, più alta hè a forza di u campu elettricu ? Per capisce questu, fighjate a seguente spiegazione. Supponemu chì una carica pusitiva sia à u centru di a sfera è chì e linee di u campu elettricu si sparghjenu in varie direzzione attraversu a superficia di a sfera. Sè u numeru di linee di u campu elettricu hè N è a superficia di a sfera hè 4πr2 , allora u numeru di linee per unità di superficia o densità di linea hè N / 4πr2 . Basatu annantu à sta formula, per u listessu N, sè r diventa più chjucu, a distanza trà e linee si avvicina è sè r diventa più significativu a distanza trà e linee si alluntana.
A formula di a forza di u campu elettricu E = kq / r 2 mostra ancu chì a forza di u campu elettricu hè inversamente proporzionale à u quadratu di a distanza. Sè r hè più chjucu, allora a forza di u campu elettricu diventa più prominente, è sè r diventa più prominente, allora a forza di u campu elettricu diventa più chjuca.
Basatu annantu à l'analisi sopra, si pò cunclude chì se r diventa più chjucu (avvicinendu si à a carica) a forza di u campu elettricu diventa più grande è a distanza trà e linee si avvicina ancu ella. À u cuntrariu, se r diventa più prominente (più si hè luntanu da a carica), a forza di u campu elettricu diventa più chjuca è a distanza trà e linee si alluntana ancu ella.
Terzu, u numeru di linee E hè proporzionale à a forza di u campu elettricu. Più linee di campu elettricu ci sò, più alta hè a forza di u campu elettricu. Menu linee di campu elettricu ci sò, più chjuca hè a forza di u campu elettricu.
