Fenomeni di Elettrizzazione e Interazioni tra Cariche Elettriche

Immaginiamo di avere una bacchetta di plastica e una di vetro; si strofina la prima con un panno di lana e la seconda con un panno di seta. Si appende quella di plastica in un filo e si avvicina quella di vetro; così le due tendono ad avvicinarsi. Sé invece le due vengono strofinate entrambe da un panno di lana le due tendono a respingersi. 
I corpi quindi possono presentare una carica positiva (si comportano come il vetro) oppure una carica negativa (si comportano come la plastica).
Sé presentano entrambi la stessa carica, si respingono; sé presentano cariche diverse si attraggono. L'azione di strofinamento provoca un passaggio di elettroni: la lana perde elettroni, quindi diventa positiva; la bacchetta di plastica prende elettroni, quindi diventa negativa.

Immaginiamo di avere una penna con un involucro di metallo e due pezzi di carta. Si strofina la penna con un panno di lana, e si nota che avvicinando la penna ai pezzi di carta non succede niente. Ora immaginiamo di avere sempre una penna di metallo, ma con una parte in plastica, dalla quale viene tenuta. Dopo averla strofinata con un panno, si nota che avvicinando ai pezzi di carta questi vengono attratti. 
Nel primo caso non vengono attratti perché essendo tutta in metallo, gli elettroni transitano facilmente da un nucleo all'altro, raggiungendo velocemente la mano e scaricando a terra. Nel secondo caso vengono attratti perché, essendoci una parte in plastica (materiale isolante), gli elettroni vengono bloccati e non possono alla mano; così rimangono le cariche negative che attirano i pezzi di carta.
Nei conduttori vi sono degli elettroni di conduzione che riescono a passare da un atomo all'altro del materiale. I semi-conduttori sono dei materiali con caratteristiche intermedie tra conduttori isolanti; trovano ampio spazio nella creazione di elementi per la microelettronica.

Supponiamo di avere l'elettroscopio, costruito da un contenitore trasparente e un'asta metallica, la quale ha due estremità: in quella inferiore vi sono due lamine d'oro e in quella superiore vi è una sferetta conduttrice. Si prende una bacchetta di plastica, si poggia sulla sferetta e le due lamine d'oro rimangono ferme. Si ripete tutto e si strofina la bacchetta con un panno di lana, e si nota che avvicinandola alla sferetta conduttrice le due lamine si allontanano. Questa è l'elettrizzazione per contatto.

Supponiamo di avere un corpo carico positivamente e un conduttore neutro, composto da due parti, vicini tra di loro. Tale avvicinamento ha comportato un effetto di attrazione sugli elettroni di un corpo, che si spostano verso la carica positiva. Prima vengono separate le due parte del conduttore, poi si allontana il corpo positivo; si nota che una parte avrà una carica negativa e l'altra una carica positiva. Questa è l'elettrizzazione per induzione.

Supponiamo di avere un sistema isolato, in cui non si possono scambiare cariche con l'esterno. La carica totale di tale sistema rimane costante; quindi anche le cariche. Ma non per questo non avvengono variazioni all'interno del sistema.

polarizzazione dei dielettrici 

Supponiamo di avere un pettine di plastica (negativo) e dei pezzettini di carta (neutri). Il fatto che i pezzi vengono attratti dal pettine, pur essendo neutri, si spiega attraverso la polarizzazione. Processo nel quale non dielettrico (isolante), pur rimanendo neutro, forma una carica sulla superficie a causa dell'orientamento delle cariche degli atomi sottoposti all'azione di una forza elettrica esterna.

Supponiamo di avere due cariche puntiformi, cioè poste su due sfere molto piccole piccole, Q1 e Q2. Immaginiamo di trovarci nel vuoto, tali cariche sono poste ad una distanza r. Tra queste cariche si genera una forza di natura elettrica il cui modulo è dato da questa relazione:   

Tale relazione afferma che il modulo della forza F è uguale alla costante K0 per il prodotto delle due cariche, fratto la distanza al quadrato.

Il modulo della forza risulta direttamente proporzionale al prodotto delle cariche inversamente proporzionale al quadrato della distanza di tali cariche. 
▪ Immaginiamo che Q1 abbia una carica positiva, e Q2 una carica negativa. La forza che Q2 esercita su Q1 viene detta F21, l'altra F12. In questo caso le due cariche di segno opposto formano una forza attrattiva
▪ immaginiamo che Q1 abbia una carica positiva, Così come Q2. Anche qui la forza che Q2 esercita su Q1 è detta F21, l'altra F12. In questo caso le due cariche dello stesso segno formano una forza repulsiva

L'unità di misura della carica elettrica è il Coulomb C.

supponiamo che le due cariche Q1 e Q2 si trovino in un altro piano, e non più nel vuoto. Al posto di K0 vi sarà una nuova costante, la costante dielettrica relativa:  

Nel vuoto diventa una costante dielettrica del vuoto: