chimica-online.it

Densità di carica

Che cos'è la densità di carica elettrica?

Vuoi sapere che cos'è la densità di carica elettrica?

Vioi sapere come si calcola la densità di carica elettrica?

Se si continua con la lettura dell'articolo. In questa pagina del sito vedremo infatti che cos'è la densità di carica elettrica, qual è la sua unità di misura e come la si calcola.

La densità di carica elettrica esprime il rapporto tra la quantità di carica contenuta in una certa regione dello spazio e la misura stessa di quella regione di spazio.

A seconda che si considerino una, due o tre dimensioni si parlerà di densità lineare, superficiale o volumetrica di carica elettrica.

In tutti i casi si suppone che la distribuzione delle cariche sia uniforme e quindi la densità di carica risulti costante.

Densità lineare di carica elettrica

La densità lineare di carica elettrica è quella che si può trovare ad esempio nel caso del filo rettilineo infinitamente carico.

Essa si indica con le lettera greca λ (lambda) ed è pari al rapporto tra la carica complessiva presente su di una porzione del filo diviso la lunghezza della porzione stessa. Si misura in C/m.

λ = Q / d

In particolare ritroviamo l’espressione della densità lineare di carica elettrica λ, nella formula che permette di calcolare il campo elettrico generato da un filo infinito uniformemente carico.

Il campo risulta inversamente proporzionale alla distanza r a cui si ci pone dal filo secondo la relazione:

E = λ / (2 ∙ π ∙ ε0 ∙ r)

Densità superficiale di carica

La densità superficiale di carica è correlata alle superfici uniformemente cariche.

Si indica con la lettera greca σ (sigma) ed è pari al rapporto tra la quantità di carica totale presente sulla superficie diviso l’area stessa. Si misura in C/m2.

σ = Q / S

Detta σ la densità superficiale di carica si dimostra che il campo elettrico generato da una superficie piana infinitamente carica è pari al rapporto tra la densità superficiale di carica e 2 volte la costante dielettrica nel vuoto:

E = σ / (2 ∙ ε0)

All’interno di un condensatore piano, un sistema composto da due superfici conduttrici a facce piane parallele e cariche, il campo è la somma dei campi delle due superfici dunque:

E = σ / ε0

Densità volumetrica di carica

Quando la carica elettrica è distribuita uniformemente all’interno di volume qualsiasi, si definisce densità volumetrica di carica elettrica e la si indica con la lettera greca ρ (rho) il rapporto tra la quantità di carica che si trova all’interno del volume considerato diviso il volume stesso. L’unità di misura di ρ è il C/m3.

ρ = Q / V

Un esempio in cui si utilizza la densità volumetrica di carica è il caso della sfera non conduttrice uniformemente carica. L’espressione del campo elettrico all’interno della sfera si può scrivere anche come:

Einterno = |ρ| ∙ r / (3 ∙ ε0)

Ti lasciamo infine alcuni link che ti potrebbero interessare:

Esercizio svolto e commentato sulla densità superficiale di carica

Densità di carica su sfere metalliche

Calcolo della carica elettrica presente sulla superficie di una sfera

Che cos'è la cavitazione?

Che cos'è il colpo d'ariete?

Esercizio sul calcolo della densità lineare di carica

Che cos'è l'equilibrio elettrostatico?

Che cos'è il potere delle punte o effetto punta?

Che cosa sono i superconduttori?

Studia con noi