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Le forze elettriche, fondamentali nell'universo, si manifestano tra cariche elettriche e determinano l'interazione tra particelle. Attraverso la Legge di Coulomb, il campo elettrostatico e il concetto di potenziale, si comprende come le cariche si muovano e immagazzinino energia. I condensatori, i campi magnetici e le leggi di Faraday e Ampère sono essenziali per l'elettrotecnica e l'elettromagnetismo.
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Le forze elettriche sono una delle quattro interazioni fondamentali della natura
Tipi di cariche elettriche
Le cariche elettriche si distinguono in positive e negative
Trasferimento di cariche
Le cariche elettriche possono essere trasferite tra corpi attraverso processi come il contatto o l'induzione
Isolanti e conduttori
I materiali si classificano in isolanti, che impediscono il passaggio di carica, e conduttori, che permettono il libero movimento delle cariche
A livello atomico, la materia è composta da protoni, neutroni ed elettroni
Posizione dei protoni e dei neutroni
I protoni e i neutroni sono contenuti nel nucleo dell'atomo
Orbite degli elettroni
Gli elettroni orbitano attorno al nucleo dell'atomo
La neutralità di un atomo è data dall'equilibrio tra il numero di protoni ed elettroni
La Legge di Coulomb quantifica la forza elettrica tra due cariche puntiformi in quiete
Definizione di campo elettrostatico
Il campo elettrostatico è definito come la forza per unità di carica
Principio di sovrapposizione
Il principio di sovrapposizione afferma che la forza totale su una carica è la somma vettoriale delle forze esercitate da tutte le altre cariche presenti
Linee di campo elettrostatico
Le linee di campo elettrostatico rappresentano la direzione della forza e si estendono dalle cariche positive verso quelle negative
Definizione di lavoro elettrico
Il lavoro elettrico è l'energia necessaria per spostare una carica in un campo elettrico contro le forze elettrostatiche
Definizione di potenziale elettrico
Il potenziale elettrico è l'energia potenziale elettrica per unità di carica e indica la capacità di un campo elettrico di compiere lavoro
Differenza di potenziale e gradiente di potenziale
La differenza di potenziale (ddp) tra due punti è la differenza di energia potenziale per unità di carica tra quei punti, mentre il gradiente di potenziale indica la direzione di massima variazione del potenziale elettrico
Superfici equipotenziali
Le superfici equipotenziali sono luoghi nello spazio dove il potenziale elettrico ha lo stesso valore
Definizione di Legge di Gauss
La Legge di Gauss è un principio fondamentale dell'elettrostatica che collega il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa alla carica totale racchiusa all'interno di essa
Comportamento dei conduttori
Nei conduttori, le cariche libere si distribuiscono sulla superficie esterna e il campo elettrico all'interno è nullo quando il conduttore è in equilibrio elettrostatico
Comportamento dei dielettrici
Nei dielettrici, l'applicazione di un campo elettrico esterno induce una polarizzazione delle molecole, che riduce l'intensità del campo elettrico interno
Definizione di condensatore
I condensatori sono componenti elettronici che immagazzinano energia elettrica sotto forma di campo elettrostatico
Capacità e energia immagazzinata
La capacità di un condensatore, misurata in farad, è la quantità di carica elettrica che può accumulare per ogni volt di differenza di potenziale applicata, e l'energia elettrostatica immagazzinata in un condensatore è direttamente proporzionale al quadrato della differenza di potenziale e alla capacità del condensatore
La corrente elettrica è il flusso ordinato di cariche elettriche attraverso un conduttore
La legge di Ohm esprime la relazione tra corrente, tensione e resistenza in un circuito elettrico
Definizione di campo magnetico
Il campo magnetico è una conseguenza del movimento di cariche elettriche e si manifesta con una forza che agisce su cariche in movimento e su circuiti percorsi da corrente
Legge di Biot-Savart e legge di Ampère
La legge di Biot-Savart e la legge di Ampère forniscono metodi per calcolare il campo magnetico generato da configurazioni specifiche di correnti
Legge di Faraday
La legge di Faraday stabilisce che un cambiamento temporale del flusso magnetico attraverso una superficie chiusa induce una forza elettromotrice (fem) nel circuito che circonda la superficie
00
Le ______ elettriche sono una delle quattro ______ fondamentali della natura.
forze
interazioni
01
Le cariche elettriche possono essere di tipo ______ o ______ e si trasferiscono tramite ______ o ______.
positivo
negativo
contatto
induzione
02
I materiali si dividono in ______ che bloccano il passaggio di carica, e ______ che ne permettono il movimento.
isolanti
conduttori
