Conduttori e isolanti elettrici

I materiali si distinguono in conduttori e isolanti elettrici in base alla facilità con cui le cariche elettriche possono spostarsi al loro interno:

• Conduttori elettrici: permettono un facile movimento delle cariche. Tipicamente sono metalli con molti elettroni di valenza debolmente legati.

• Isolanti elettrici: ostacolano il movimento delle cariche. Hanno pochi elettroni liberi, fortemente legati agli atomi.

Example: I metalli sono buoni conduttori sia elettrici che termici, mentre molti altri materiali sono isolanti.

La differenza tra conduttori e isolanti dipende dalla struttura atomica e dalla forza con cui gli elettroni esterni sono legati agli atomi.

Highlight: Nei conduttori gli elettroni esterni hanno una forza di attrazione minore verso il nucleo rispetto agli elettroni interni.

Il campo elettrico

Il campo elettrico rappresenta la deformazione dello spazio causata dalla presenza di una carica elettrica:

Definition: Il campo elettrico E in un punto è definito come il rapporto tra la forza elettrostatica F che agirebbe su una carica di prova q₀ posta in quel punto e la carica stessa: E = F / q₀

L'unità di misura del campo elettrico è N/C (Newton/Coulomb).

Caratteristiche del campo elettrico:

• Non dipende dalla carica di prova
• È un campo vettoriale (ha intensità, direzione e verso in ogni punto)
• Per una carica puntiforme: E = k|q| / r²

Highlight: In presenza di più cariche, il campo elettrico totale è la somma vettoriale dei campi generati da ogni singola carica.

Le linee di forza del campo elettrico, introdotte da Faraday, forniscono una rappresentazione visiva del campo:

• Escono dalle cariche positive e entrano in quelle negative
• La loro densità è proporzionale all'intensità del campo
• Il vettore campo elettrico è tangente alle linee di forza in ogni punto
• Due linee di forza non possono mai intersecarsi

Example: In un campo elettrico tridimensionale, il numero di linee di forza che attraversano perpendicolarmente una superficie unitaria è proporzionale all'intensità del campo elettrico in quel punto.