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

lezione
lezione
Elettricità e magnetismo (scuola media)
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Scienze per la scuola media 1
Avanzamento Avanzamento: lezione completa al 50%

Cos'è una carica elettrica?

modifica

La 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?

modifica

Il 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?

modifica
 
Loop corrente dell'elemento magnetico

In un materiale, Il campo H è

 

La quantità   si chiama polarizzazione magnetica.

Conclusioni

modifica

Originariamente 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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

modifica

1 La carica elettrica è misurata in...

Coulomb
Volt
Ampere

2 Il campo elettrico è misurato in...

A/m
V/m
Ω/m