elettrostatica è la parte dell'area dell'elettricità che studia le cariche elettriche senza movimento, cioè in uno stato di riposo.
Scudo elettrostatico
La schermatura elettrostatica annulla il campo elettrico. Ciò accade a causa della distribuzione di cariche elettriche in eccesso in un conduttore. Le cariche dello stesso segno tendono ad allontanarsi finché non si fermano.
Questo è ciò che Michael Faraday ha dimostrato con il La gabbia di Faraday. In questo esperimento, il chimico si è seduto all'interno di una gabbia che è stata sottoposta a una scarica elettrica e l'ha lasciata senza che gli accadesse nulla.
Leggi anche su:
- Legge di Faraday
- La costante di Faraday
Forza ed energia elettrostatica
La forza elettrostatica è la forza di interazione elettrostatica tra due cariche elettriche attraverso l'attrazione e la repulsione.
È calcolato da Legge di Coulomb, che è espresso dalla seguente formula:
Dove,
K = costante elettrostatica
q1 e q2 = cariche elettriche
r = distanza tra le cariche
La costante elettrostatica, nota anche come costante di Coulomb, è influenzata dall'ambiente in cui si incontrano le cariche elettriche. Pertanto, la costante elettrostatica influenza il valore della forza.
Di solito nel vuoto, il suo valore è 9.109 Nm2 /Ç2, ma può apparire in altri media, ad esempio:
- Acqua 1.1.108 Nm2 /Ç2
- Benzene 2,3.109 Nm2 /Ç2
- Olio 3.6.109 Nm2 /Ç2
L'energia elettrostatica o energia potenziale elettrica è l'energia prodotta da cariche elettriche in eccesso nell'attrito. Si misura con la seguente formula:
Dove,
K = costante elettrostatica
Q = carico sorgente
che cosa = carico di prova o di prova
d = distanza tra le cariche
Campo elettrico
Campo elettrico è il luogo in cui si concentrano le cariche elettriche, la cui intensità si misura con la formula:
Dove,
E = campo elettrico
F = forza elettrica
che cosa = carica elettrica
Carica elettrica
A cariche elettriche sono il risultato dell'attrazione o repulsione dei carichi. Cariche simili si respingono, mentre quelle contrarie si attraggono.
Si misurano in coulomb e la più piccola carica di questo tipo che si trova in natura è la carica elementare (e = 1,6 .10-19 ).
La formula della carica elettrica è:
Q = n.e
Dove,
Q = carica elettrica
no = numero di elettroni
e = carica elementare
formule
Oltre alle formule elettrostatiche sopra menzionate, vengono utilizzate anche le seguenti:
Potenziale elettrico
Dove:
V = potenziale elettrico
Ep = energia potenziale
Q = Carica elettrica
Differenza di potenziale
U = vB -vIl
Dove,
tu = differenza di potenziale
vIl = potenziale elettrico in a
vB = potenziale elettrico in b
Per saperne di più:
- Energia elettrica
- Processi di elettrificazione
- Corrente elettrica
- Elettrostatica: esercizi
Elettrostatica vs Elettrodinamica
Mentre l'elettrostatica studia le cariche elettriche senza movimento, Elettrodinamica studia carichi in movimento.
Elettrostatica ed Elettrodinamica sono, quindi, aree di studio della fisica dedicate a diversi aspetti della elettricità.
Oltre a queste aree, c'è anche il Elettromagnetismo, che studia la capacità dell'elettricità di attrarre e reprimere i poli.
Esercizi per l'esame di ammissione
1. (UDESC-2013) Due sfere identiche, A e B, realizzate in materiale conduttivo, hanno carica +3e e -5e, e sono poste in contatto. Dopo l'equilibrio, la sfera A viene posta in contatto con un'altra sfera identica C, che ha una carica elettrica di +3e. Verificare l'alternativa che contiene il valore della carica elettrica finale della sfera A.
a) +2e
b) -1e
c) +1e
d) -2e
e) 0e
c) +1e
Vedi anche: Carica elettrica: esercizi
2. (UFRR-2016) Un piano rettangolare di area A, nel sistema internazionale (SI), è carico di una carica elettrica +Q, uniformemente distribuita su tutta la superficie. Quale sarà la densità di carica elettrica in questa regione?
a) Valore variabile in unità coulomb/m
b) +Q/A coulomb/m2
c) +Q coulomb/m4
d) -Q coulomb/m5
e) 10 Q coulomb/m
b) +Q/A coulomb/m2
Vedi anche: Legge di Coulomb - Esercizi
3. (UEL-2011) Il carattere idrofobo del poliuretano è associato alla forza di repulsione elettrostatica tra i molecole del materiale e molecole d'acqua, fenomeno fisico che si verifica tra corpi con cariche elettriche di stesso segno. È corretto dire che la forza di repulsione elettrostatica
a) ha verso opposto alla forza di attrazione elettrostatica tra corpi elettricamente neutri
b) è maggiore tra due corpi con la stessa carica elettrica +Q che tra due corpi con la stessa carica elettrica -Q
c) sarà grande il doppio se la distanza tra i corpi caricati è ridotta della metà
d) aumenta con il quadrato della distanza tra corpi carichi elettricamente
e) è direttamente proporzionale alla quantità di carica per corpi caricati elettricamente
e) è direttamente proporzionale alla quantità di carica per corpi caricati elettricamente.
Vedi anche: energia elettrica
