Elettricità e magnetismo (scuola media)
Elettricità e magnetismo?
un fenomeno causato dalla distribuzione e dal movimento di particelle subatomiche cariche e dalla loro interazione con il campo elettromagnetico
Cos'è una carica elettrica?
modificaLa carica è generalmente pensata come una proprietà della materia responsabile dei fenomeni elettrici, esistente in forma positiva o negativa.
La legge di Coulomb, che prende il nome da Charles-Augustin Coulomb, è la legge fondamentale delle forze elettrostatiche. Lo afferma: L'entità della forza elettrostatica tra due cariche puntiformi nel vuoto è direttamente proporzionale alle grandezze di ciascuna carica e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra le cariche.
Dove:
- è il modulo della forza esercitata,
- è la carica su un corpo,
- è la carica sull'altro corpo,
- è la distanza tra loro,
- è la costante elettrica o permittività dello spazio libero o permettività del vuoto. È 8,854×10−12 C2 N-1 m-2 (anche F m-1)
Il verificarsi di con la costante è legato ad alcune considerazioni geometriche che rendono alcune formule (in particolare le equazioni di Maxwell) più semplici.
Cos'è un campo elettrico?
modificaIl campo elettrico E è definito in modo tale che, su una carica stazionaria:
dove q0 è ciò che è noto come addebito di prova. La dimensione della carica non ha molta importanza, purché sia abbastanza piccola da non influenzare il campo elettrico con la sua sola presenza. Ciò che è chiaro da questa definizione, tuttavia, è che l'unità di E è N/C (newton per coulomb). Questa unità è pari a V/m (volt per metro).
Cos'è un campo magnetico?
modificaIn un materiale, Il campo H è
La quantità si chiama polarizzazione magnetica.
Conclusioni
modificaOriginariamente l'elettricità e il magnetismo erano considerati due forze separate.
Nel 1873 è stato dimostrato che le interazioni tra cariche positive e negative sono regolate da un'unica forza. Gli effetti principali di queste interazioni sono quattro, tutti chiaramente dimostrati da esperimenti:
- Le cariche elettriche si attraggono o si respingono con una forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro: le cariche diverse si attraggono, quelle simili si respingono.
- I poli magnetici (o gli stati di polarizzazione dei singoli punti) si attraggono o si respingono in modo simile e sono sempre in coppia: ogni polo nord è legato a un polo sud.
- Una corrente elettrica in un filo crea un campo magnetico circolare intorno al filo, la cui direzione (oraria o antioraria) dipende da quella della corrente.
- Una corrente viene indotta in una spira di filo quando questa viene spostata verso o lontana da un campo magnetico, oppure quando un magnete viene spostato verso o lontano da essa; la direzione della corrente dipende da quella del movimento.
Oggi sappiamo che l'elettricità e il magnetismo sono fenomeni correlati e ne utilizziamo lo spettro in diversi aspetti della vita.
Esercizi
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