Cos'è campo elettrico?

Campo Elettrico

Il campo elettrico è un campo vettoriale che descrive la forza esercitata su una carica elettrica statica in un punto dello spazio. Si definisce come la forza per unità di carica di prova positiva.

Definizione:

Il campo elettrico E in un punto è definito come la forza F che agirebbe su una carica di prova positiva q₀ posta in quel punto, divisa per la carica stessa:

E = F/q₀

L'unità di misura del campo elettrico nel Sistema Internazionale (SI) è Newton per Coulomb (N/C) o equivalentemente Volt per metro (V/m).

Origine del campo elettrico:

Il campo elettrico è generato da:

• Cariche%20elettriche statiche: una carica puntiforme Q genera un campo elettrico radiale la cui intensità diminuisce con il quadrato della distanza r dalla carica: E = kQ/r², dove k è la costante di Coulomb.
• Distribuzioni continue di carica: il campo elettrico generato da una distribuzione continua di carica si ottiene integrando i contributi infinitesimi di campo elettrico generati da ogni elemento infinitesimo di carica.
• Campi magnetici variabili nel tempo (questo è descritto dalle equazioni di Maxwell e introduce il concetto di campo elettromagnetico).

Proprietà del campo elettrico:

• È un campo vettoriale: ha sia intensità che direzione.
• Le linee di campo elettrico: sono linee immaginarie che rappresentano la direzione del campo elettrico. Partono dalle cariche positive e terminano sulle cariche negative. La densità delle linee di campo è proporzionale all'intensità del campo.
• Potenziale%20elettrico: il campo elettrico è legato al potenziale elettrico V dalla relazione E = -∇V, dove ∇ è l'operatore gradiente. Ciò significa che il campo elettrico punta sempre nella direzione di diminuzione più rapida del potenziale elettrico.
• Sovrapposizione: il campo elettrico risultante in un punto dovuto a più cariche è la somma vettoriale dei campi elettrici generati da ciascuna carica.

Applicazioni:

Il concetto di campo elettrico è fondamentale in:

• Elettrostatica: studio delle interazioni tra cariche statiche.
• Elettrodinamica: studio delle interazioni tra cariche in movimento.
• Elettronica: progettazione e funzionamento di dispositivi elettronici.
• Fisica delle particelle: studio delle forze fondamentali della natura.
• Condensatori: dispositivi che immagazzinano energia in un campo elettrico.
• Materiali%20dielettrici: materiali che possono polarizzarsi in presenza di un campo elettrico.
• Onde elettromagnetiche: propagazione dell'energia attraverso il campo elettrico e il campo magnetico.