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Campo elettrico

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In [[fisica]], il '''campo elettrico''' è un [[campo di forze]] generato nello spazio dalla presenza di una o più [[carica elettrica|cariche elettriche]] o di un [[campo magnetico]] variabile nel tempo. Insieme al campo magnetico esso costituisce il [[campo elettromagnetico]], responsabile dell'[[interazione elettromagnetica]].
 
Introdotto da [[Michael Faraday]], il campo elettrico si propaga alla [[velocità della luce]] ed esercita una [[forza]] su ogni oggetto elettricamente carico. Nel [[sistema internazionale di unità di misura]] si misura in [[Newton (unità di misura)|newton]] su [[coulomb]] (N C<sup>−1</sup>), o in [[volt]] su [[metro]] (V m<sup>−1</sup>). Se è generato dalla sola distribuzione stazionaria di carica spaziale, il campo elettrico è detto elettrostatico ed è [[Campo vettoriale conservativo|conservativo]].
 
== Evidenze sperimentali ==
Sperimentalmente si verifica l'attrazione o la repulsione tra corpi dotati di [[carica elettrica]], corrispondente a due stati di [[elettrizzazione]] della materia. La carica si definisce positiva quando vi è una carenza di [[elettrone|elettroni]] nell'oggetto, negativa in presenza di un eccesso. Corpi elettrizzati entrambi positivamente o entrambi negativamente si respingono, mentre corpi elettrizzati in modo opposto si attraggono.
 
Per misurare l'elettrizzazione di un corpo si usa uno strumento chiamato [[elettroscopio]] a foglie, costituito da un'ampolla di vetro nella quale è inserita un'asta metallica la quale, all'interno dell'ampolla, ha due linguette metalliche molto sottili, dette ''foglie'', mentre all'esterno essa può essere messa a contatto con un corpo carico. Mettendo a contatto con l'asta un corpo carico, le linguette si allontanano l'una dall'altra in proporzione all'elettrizzazione del corpo che è stato messo a contatto.
 
A partire da tali evidenze sperimentali, nella seconda metà del diciottesimo secolo [[Charles Augustin de Coulomb]] formulò la [[legge di Coulomb]], che quantifica la [[forza elettrica]] attrattiva o repulsiva che due corpi puntiformi carichi elettricamente si scambiano a distanza. A partire da tale legge si può affermare che un corpo carico elettricamente produce nello spazio circostante un campo tale per cui, se si introduce una carica elettrica, questa risente dell'effetto di una [[forza]], detta [[forza di Coulomb]], direttamente proporzionale al prodotto delle due cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
 
== Campo elettrostatico nel vuoto ==
Nel vuoto
Nel vuoto, il campo elettrico <math>\mathbf E</math> in un punto dello spazio è definito come la [[forza]] per unità di [[carica elettrica]] positiva alla quale è soggetta una carica puntiforme <math>q</math>, detta carica "di prova", se posta nel punto:<ref>{{Cita|Mencuccini, Silvestrini|Pag. 11|mencuccini}}</ref><ref name="hyperphysics.phy-astr.gsu.edu">[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.html Electric field in "Electricity and Magnetism", R Nave]</ref>
 
:<math>\mathbf E = \lim_{q \to 0}\frac{\mathbf F}{q}</math>
[[File:Electric Field.svg|thumb|Posizione di una carica puntiforme nello spazio euclideo. Il campo generato nella posizione <math>\mathbf r</math> è proporzionale al valore della carica posta nel punto <math>\mathbf r_q</math> ed inversamente proporzionale al quadrato della distanza <math>\mathbf r - \mathbf r_q</math> della carica.]]
Il vettore campo elettrico <math>\mathbf E</math> in un punto è quindi definito come il rapporto tra la forza elettrica agente sulla carica di prova ed il valore della carica stessa, purché la carica di prova sia sufficientemente piccola da provocare una perturbazione trascurabile sull'eventuale distribuzione di carica che genera il campo. Il campo è dunque indipendente dal valore della carica di prova usata, essendone indipendente il rapporto tra la forza e la carica stessa, e questo mostra che il campo elettrico è una proprietà caratteristica dello spazio. Dalla definizione si ricava che l'unità di misura del campo elettrico è <math>\mathrm N / \mathrm C</math>, che equivale a <math>\mathrm V / \mathrm m</math>.
Essendo il potenziale elettrico un [[campo scalare]], il campo elettrico è conservativo.
 
=== Linee di flusso e teorema di Gauss ===
{{vedi anche|Teorema del flusso}}
[[File:Linee di flusso positive.svg|thumb|Linee di flusso uscenti per il campo elettrico prodotto da una carica positiva nello spazio]]
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