L'energia elettrica

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Appunti sull'energia elettrica.

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L'energia elettrica

  1. 1. Introduzione Energia potenziale elettrica La differenza di potenziale L’energia elettrica E. Modica erasmo@galois.itIstituto Provinciale di Cultura e Lingue “Ninni Cassarà” E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  2. 2. Introduzione Energia potenziale elettrica La differenza di potenzialeIntroduzione Consideriamo una carica elettrica positiva che si trova all’interno di → − un campo elettrico uniforme E . Le forze del campo elettrico compiono un lavoro per spostare la carica +q dal punto A al punto B. Tale lavoro fa si che la carica acquisti un’energia cinetica T = 1 mv 2 . Inoltre, il lavoro compiuto →2 − dalle forze del campo elettrico E è dato dalla formula: L = F · s = qEs essendo F = qE . E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  3. 3. Introduzione Energia potenziale elettrica La differenza di potenzialeEnergia potenziale elettrica Analogamente a quanto avviene nel caso del campo gravitazionale, in cui si definisce l’energia potenziale gravitazionale come EP = mgh con h altezza, è possibile definire l’energia potenziale elettrica come segue. Consideriamo una carica elettrica positiva +q → − all’interno di un campo elettrico uniforme E . E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  4. 4. Introduzione Energia potenziale elettrica La differenza di potenzialeEnergia potenziale elettrica Quando la carica si trova nel punto A risentirà di una forza repulsiva maggiore della forza che agisce su di essa quando si trova nel punto B. Quindi, analogamente a quanto avviene per i corpi in caduta libera che possiedono un’energia potenziale tanto maggiore quanto più si trovano in alto, l’energia potenziale elettrica in A è maggiore di quella in B. E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  5. 5. Introduzione Energia potenziale elettrica La differenza di potenzialeEnergia potenziale elettrica Definizione L’ energia potenziale elettrica di una carica in un punto A è uguale al lavoro compiuto dalla forza elettrica quando la carica si sposta dalla posizione iniziale A a quella di riferimento (livello zero). Osservazione L’energia potenziale immagazzinata nel campo elettrico è quella che si trasforma in energia cinetica nel motori elettrici, in calore nelle stufe elettriche, in energia luminosa nelle lampadine. E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  6. 6. Introduzione Energia potenziale elettrica Moto naturale delle cariche elettriche La differenza di potenzialeLa differenza di potenziale Consideriamo il campo elettrico generato da una carica puntiforme +Q e avviciniamo una carica di prova q. Le forze del campo respingono la carica di prova q verso l’esterno ed è come se essa “scendesse” seguendo una discesa elettrica. Osservando il disegno è semplice immaginare la presenza di un “dislivello elettrico” tra due punti del campo elettrico generato da +Q, che permette alla carica di prova q di muoversi. E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  7. 7. Introduzione Energia potenziale elettrica Moto naturale delle cariche elettriche La differenza di potenzialeLa differenza di potenziale Al fine di formalizzare questo concetto astratto di dislivello elettrico, si introduce una grandezza fisica che prende il nome di differenza di potenziale (d.d.p.). Definizione La differenza di potenziale VA − VB tra due punti A e B di un campo elettrico è uguale al lavoro LA→B che le forze del campo compiono quando la carica q si sposta da A a B, diviso per q stessa. In formule: LA→B VA − VB = q Questa grandezza fisica viene anche detta tensione o voltaggio e si misura in volt (V): 1J 1V = 1C E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  8. 8. Introduzione Energia potenziale elettrica Moto naturale delle cariche elettriche La differenza di potenzialeLa differenza di potenziale → − Se si considera un campo elettrico E uniforme, per calcolare la d.d.p. tra i due punti A e B procediamo come segue: LA→B qEs LA→B = F ·s = qE ·s quindi VA −VB = = = Es q q Quindi la d.d.p. dipende dal campo elettrico e dalla distanza tra i punti A e B. E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica
  9. 9. Introduzione Energia potenziale elettrica Moto naturale delle cariche elettriche La differenza di potenzialeMoto naturale delle cariche elettriche Le cariche elettriche positive “scendono” lungo il dislivello elettrico, ovvero si dirigono dai punti a potenziale più alto a quelli a potenziale più basso. Le cariche elettriche negative “salgono” lungo il dislivello elettrico, ovvero si dirigono dai punti a potenziale più basso a quelli a potenziale più alto. E. Modica erasmo@galois.it L’energia elettrica

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