ELETTROSTATICA, CAMPO ELETTRICO, LEGGE DI GAUSS, POTENZIALE ELETTRICO, CAPACITÀ, RESISTENZE

In questo corso vedremo insieme l’elettrostatica. Partiremo dalla carica elettrica base la carica dell’elettrone e del protone per poi addentrarci nella fondamentale legge di Coulomb che regola la attrazione o la repulsione tra le cariche. Essa ha una forma simile alla legge della gravitazione ma prevede la possibilità della repulsione tra cariche che invece non è prevista tra masse. Vedremo poi la costante dielettrica del vuoto e del mezzo. Passeremo alla grandezza vettoriale del campo elettrico e poi il flusso del vettore campo elettrico attraverso una superficie. Questo ci consentirà di comprendere il fondamentale teorema di Gauss. Grazie a questo importantissimo risultato, che costituisce tra l’altro la prima delle equazioni di Maxwell, ci calcoleremo il campo elettrico in presenza di particolari simmetrie (piano, sfera, cilindro). Vedremo poi il concetto di potenziale elettrico e di superficie equipotenziale. Impareremo come il potenziale elettrico sia collegato alla espressione del campo elettrico. Vedremo poi il concetto di circuitazione del campo elettrico con le sue equivalenti definizioni che consente di affermare che il campo elettrico è un campo conservativo. Ci sposteremo poi ad analizzare il concetto di capacità. Vedremo un condensatore con le sue varie geometrie e la sua capacità. Impareremo a calcolare la capacità equivalente di condensatori in serie e in parallelo. Di seguito la definizione di corrente come cariche in movimento e di Ampere come la sua unità di misura fatta di un Coulomb al secondo. Passeremo alla prima legge di OHM e alle resistenze. Impareremo anche qui a calcolare la resistenza equivalente di resistenze in serie e in parallelo. Vedremo insieme le leggi di Kirchoff (nodi e maglie) per risolvere semplici circuiti elettrici. Vedremo il concetto di potenza elettrica e il concetto di forza elettromotrice (f.e.m.).
Dopo la seconda legge di Ohm, passeremo da ultimo alle equazioni che governano la carica e la scarica di un condensatore vedendo insieme il tempo RC come il tempo caratteristico del circuito in oggetto chiamata costante di tempo capacitive del circuito.