Differenze

Queste sono le differenze tra la revisione selezionata e la versione attuale della pagina.

--- densita_di_carica [28/01/2015 17:20] – Roberto Puzzanghera
+++ densita_di_carica [19/02/2015 21:38] – [In base alla definizione di flusso] Roberto Puzzanghera
@@ Linea 1: / Linea 1: @@
 ====== Densità lineare di carica ======
-In filo conduttore carico, la **densità lineare di carica** $\rho$ è la quantità di carica in eccesso contenuta nell'unità di lunghezza:
+In filo conduttore carico, la **densità lineare di carica** $\lambda$ è la quantità di carica in eccesso contenuta nell'unità di lunghezza:
-$$ \rho = \frac{Q}{L} $$
+$$ \lambda = \frac{Q}{L} $$
 Si misura quindi in $C/m$.
 In parole povere ci dice quanta carica in eccesso vi è in ogni metro di filo. Notare che un filo attraversato di corrente ha una densità di carica nulla, perchè la densità delle cariche positive è uguale e contraria a quella delle cariche negative che, pur muovendosi, non aumentano per questo la loro densità.
+===== Il campo elettrico a distanza $r$ =====
+{{ :elettromagnetismo:densita_carica.png|}}
+Se vi è [[equilibrio elettrostatico]] il [[campo elettrico]] $\vec E$ deve essere perpendicolare al filo, pena ammettere una corrente superficiale di carica, ma abbiamo detto che le cariche sono in equilibrio. Inoltre, per motivi di simmetria, il campo deve avere un valore costante as una certa distanza $r$ dal filo.
+Scegliamo pertanto una superficie di Gauss che ci faciliti al massimo i calcoli, ovvero abbia il [[vettore superficie]] parallelo al campo $\vec E$ e i cui punti siano equidistanti dal filo. E cosa può essere questa superficie? Un cilindro come quello in figura.
+Calcoliamo il [[flusso]] di $\vec E$ prima con il [[teorema di Gauss]] e poi con la definizione stessa di [[flusso]].
+==== Con il teorema di Gauss ====
+$$ \Phi(\vec E) = \frac{Q}{\epsilon_0} $$
+dove $Q$ è la carica interna alla superficie.
+==== In base alla definizione di flusso ====
+Il [[flusso]] totale è dato dalla somma dei flussi attraverso la superficie laterale, inferiore e superiore. Gli ultimi due sono però nulli in quanto la superficie è perpendicolare ad $\vec E$ rendendo nullo il prodotto scalare.
+Rimane dunque il [[flusso]] attraverso la superficie laterale $\vec S$:
+$$ \Phi(\vec E) = \vec E \circ \vec S = E~S~\cos 0 = E~S $$
+La superficie laterale del cilindro è $S = 2\pi r ~h$, quindi:
+$$ \Phi(\vec E) = E ~ 2\pi r ~h $$
+==== Ora confrontiamo ====
+Confrontando i due risultati trovati abbiamo:
+$$ E ~ 2\pi r ~h = \frac{Q}{\epsilon_0} $$
+E ricordando che la densità lineare di carica é $\lambda = Q/h$, il modulo di $\vec E$ diventa:
+$$ E = \dfrac{1}{2\pi\epsilon_0}\frac{\lambda}{r} $$
 {{tag>fisica elettromagnetismo}}