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Carica puntiforme

Che cos'è una carica puntiforme?

La carica elettrica è una proprietà intrinseca della materia che spiega le forze di attrazione e repulsione tra corpi elettrizzati, cioè corpi che hanno acquisito carica elettrica.

Le cariche elettriche possono trasferirsi tra corpi diversi posti all’interno dello stesso sistema, ma la loro somma algebrica deve sempre rimanere costante, tanta carica c’era prima e tanta ce ne deve essere dopo indipendentemente dai fenomeni che accadono al suo interno.

Le cariche elettriche che caratterizzano lo stato elettrico di un corpo e che si possono trasferire tra essi sono gli elettroni. L’elettrone rappresenta la minima carica elementare presente in natura ed essa è una grandezza quantizzata. Cioè non è possibile avere la carica di 1 elettrone e mezzo o di 4,5 elettroni, ma solo di 1,2,3…elettroni interi.

Ogni elettrone ha una carica di 1,6∙10-19 C (per info: carica dell'elettrone) e a tale particelle è stata assegnata una carica con convenzione di segno negativa per distinguerla dall’altra particella esistente in natura detta protone che invece riporta una carica positiva ed identica a quella dell’elettrone:

e = - 1,6∙10-19 C

p = + 1,6∙10-19 C

L’unità di misura della carica elettrica è il Coulomb simbolo [C].

Idealizzazione delle cariche come oggetti puntiformi

Solitamente nei problemi di elettrostatica le cariche elettriche vengono considerate puntiformi ovvero prive di dimensioni fisiche.

Questa è una semplificazione che riduce notevolmente i calcoli in molte situazioni ideali.

Nell’espressione della legge di Coulomb che fornisce il modulo della forza elettrica di interazione tra corpi carichi:

forza di Coulomb semplificata

la d che compare a denominatore rappresenta la distanza tra i due corpi carichi. Se consideriamo i corpi privi di dimensioni allora la loro distanza coincide con la lunghezza del segmento che congiunge i punti spaziali in cui le cariche sono poste.

Grazie al teorema di Gauss si può dimostrare che una sfera estesa carica di raggio R si comporta ad una distanza maggiore del suo raggio, e quindi al suo esterno, come se tutta la carica fosse concentrata al suo centro.

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