Elettrostatica ed Elettrodinamica: Principi Fondamentali e Applicazioni
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Elettrostatica ed Elettrodinamica: Concetti Fondamentali
Elettrostatica: quando la carica è a riposo. Elettrodinamica: la carica di energia elettrica è in movimento.
Carica Elettrica
La carica elettrica è la proprietà intrinseca di base della materia. Esistono cariche positive (+) e negative (-). Cariche dello stesso segno si respingono, mentre cariche di segno opposto si attraggono.
Unità di Misura
L'unità di base della carica elettrica è quella di un elettrone o un protone.
Conduttori
I conduttori sono materiali in cui gli elettroni possono muoversi liberamente attraverso di essi.
Elettrificazione
L'elettrificazione è il processo mediante il quale un corpo acquisisce una carica elettrica. Può avvenire per:
- Attrito
- Contatto
- Induzione
Forza Elettrica
La forza elettrica dipende dalla grandezza o intensità delle cariche, dalla distanza tra loro e dalla quantità di carica (F). L'unità di misura della forza è il Newton (N).
Legge di Coulomb
La legge di Coulomb afferma che la forza di origine elettrica tra due corpi carichi può essere attrattiva o repulsiva. È direttamente proporzionale al prodotto tra le cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro centri.
Coulomb
Un Coulomb è la quantità di carica in grado di agire nel vuoto su un'altra carica con una forza di 9x109 N, se separate a una distanza di un metro.
Campo Elettrico
Il campo elettrico è una regione o spazio in cui si rileva la presenza di una forza elettrica su un'altra carica posizionata in quella zona.
Intensità del Campo Elettrico
L'intensità del campo elettrico è la forza esercitata dal campo elettrico per ogni unità di carica posta in quel punto (E).
Linee di Forza
Le linee di forza sono linee immaginarie che rappresentano le caratteristiche di un campo elettrico. Partono da una carica positiva e si dirigono verso una carica negativa.
Corrente Elettrica
L'elettricità è il movimento ordinato di cariche elettriche attraverso un conduttore tra due punti che sono sottoposti a una differenza di potenziale elettrico.
Portata
La portata corrisponde alla quantità di carica che passa attraverso una sezione del conduttore in ogni unità di tempo.
Corrente Continua
Nella corrente continua, la direzione del flusso di cariche elettriche non cambia. Questo è ciò che accade in una pila.
Corrente Alternata
Nella corrente alternata, la direzione del flusso di cariche elettriche attraverso il conduttore cambia alternativamente. Questo tipo di corrente è usato in grandi quantità e nella rete domestica o industriale.
Resistenza Elettrica
La resistenza elettrica è l'opposizione che un conduttore offre al passaggio della corrente elettrica attraverso di esso. La resistenza elettrica è una caratteristica di ogni conduttore e dipende da:
- Materiale (resistenza specifica ρ)
- Lunghezza (L)
- Sezione (S)
La resistenza elettrica di un conduttore è influenzata dalla variazione di temperatura, poiché un cambiamento di temperatura produce cambiamenti nelle sue dimensioni.
Resistività
La resistività serve per confrontare la resistenza elettrica di due conduttori. Corrisponde alla resistenza elettrica di un conduttore di un materiale che ha unità di lunghezza e unità di superficie per la sezione trasversale a 0 ° Celsius.
Legge di Ohm
La legge di Ohm afferma che quando un conduttore è sottoposto a tensioni diverse (differenze di potenziale), cambia anche la corrente elettrica. Corrente e tensione sono variabili direttamente proporzionali. La maggior parte dei metalli rispetta la legge di Ohm. I materiali che non la rispettano sono detti non ohmici.
Quantità Fisiche
Le diverse quantità fisiche sono classificate in due criteri: a seconda di come si presentano e come sono espresse. Dal punto di vista di come si presentano, le grandezze fisiche possono essere fondamentali o derivate.
Grandezze Fondamentali
Per la meccanica, le grandezze fondamentali sono:
- Lunghezza
- Massa
- Tempo
Grandezze Derivate
Le quantità derivate sono tutte definite a partire da quelle essenziali, come:
- Velocità
- Accelerazione
Grandezze Scalari e Vettoriali
- Scalare: Definite unicamente da un numero.
- Vettoriale: Definite completamente da un modulo (dimensione, assoluto), direzione e verso.
Parametri del Movimento
Percorso
Il percorso è la traiettoria di un corpo in movimento.
Posizione
La posizione è la collocazione di un oggetto mobile rispetto a un riferimento.
Distanza
La distanza corrisponde alla lunghezza del percorso.
Velocità Media
La velocità media è definita come il rapporto tra la distanza percorsa e il tempo impiegato:
Vm = velocità media // X = distanza // T = tempo
Velocità Media (Vettoriale)
La velocità media (vettoriale) è definita come il rapporto tra lo spostamento prodotto e il tempo trascorso:
Vm = velocità media //
r = spostamento //
= Tempo
La lunghezza del percorso è la distanza percorsa dal mobile. Lo spostamento è il cambiamento nella posizione di un corpo e non dipende dalla forma della traiettoria.
La velocità media è il rapporto tra la distanza percorsa e l'intervallo di tempo, mentre la velocità media vettoriale è il rapporto tra lo spostamento di un corpo e l'intervallo di tempo.
La velocità che trasporta un corpo dipende dal sistema di riferimento da cui si osserva il loro movimento. Un singolo oggetto mobile può avere velocità diverse a seconda del sistema di riferimento. Secondo il percorso, il movimento può essere rettilineo, circolare, ellittico o parabolico.
Data la velocità, il movimento può essere: moto uniforme, moto rettilineo uniforme, moto uniformemente vario.
Moto Uniforme (MU)
Il moto uniforme si verifica quando la velocità è costante, il che significa che il corpo mobile percorre distanze uguali in intervalli di tempo uguali.
Moto Rettilineo Uniforme (MRU)
Nel moto rettilineo uniforme, la velocità è costante.
Sezione = s = r2 * π
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