Concetti e formule su campi elettrici, circuiti e magnetismo per l'esame AP Physics C: E&M, basato sul calcolo. Fronte: il termine o la formula. Retro: definizione o formula con una breve nota d'uso.
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- Campo elettrico
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La forza per unità di carica positiva esercitata in un punto; E = F/q, misurato in N/C o V/m.- E = kQ/r^2
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Campo elettrico generato da una carica puntiforme Q a distanza r; k = 8,99 x 10^9 N*m^2/C^2 (costante di Coulomb); il campo è diretto radialmente verso l'esterno da una carica positiva.- Legge di Coulomb
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F = k*Q1*Q2/r^2; la forza tra due cariche puntiformi dipende dal prodotto delle cariche e dall'inverso del quadrato della distanza.- Potenziale elettrico
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L'energia potenziale per unità di carica positiva in un punto; V = U/q, misurato in volt; rappresenta il lavoro per unità di carica necessario a portare la carica dall'infinito a quel punto.- V = kQ/r
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Potenziale elettrico generato da una carica puntiforme Q a distanza r; misurato in volt; la differenza di potenziale tra due punti è il lavoro per unità di carica per spostare una carica tra di essi.- Principio di sovrapposizione
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Il campo elettrico totale in un punto è la somma vettoriale dei campi di tutte le singole cariche; il potenziale totale è la somma scalare dei potenziali.- Flusso elettrico
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Phi_E = E*A*cos(theta); misura delle linee di campo che attraversano una superficie di area A con angolo theta rispetto alla direzione del campo; misurato in N*m^2/C.- Legge di Gauss
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Il flusso elettrico attraverso qualsiasi superficie chiusa è uguale alla carica contenuta divisa per epsilon_0; Phi_E = Q_interna/epsilon_0 (dove epsilon_0 = 8,85 x 10^-12 F/m).- Superficie gaussiana
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Una superficie chiusa immaginaria scelta per sfruttare la simmetria nell'applicare la legge di Gauss; di solito una sfera, un cilindro o un piano infinito; il modulo del campo è costante sulla superficie.- Conduttore in equilibrio elettrostatico
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Il campo elettrico al suo interno è nullo, la carica in eccesso risiede tutta sulla superficie esterna, la superficie è equipotenziale e il campo appena fuori dalla superficie è perpendicolare ad essa.- Superficie equipotenziale
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Una superficie i cui punti hanno tutti lo stesso potenziale elettrico; non serve lavoro per spostare una carica lungo una equipotenziale; le equipotenziali sono ovunque perpendicolari alle linee di campo.- Capacità
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C = Q/V; il rapporto tra la carica su un'armatura e la differenza di potenziale tra le armature, misurato in farad (F); rappresenta la capacità di immagazzinare carica a una data tensione.- Condensatore a facce piane parallele
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C = epsilon_0*A/d, dove A è l'area di ciascuna armatura e d la distanza tra le armature; il campo elettrico tra le armature è uniforme e vale E = sigma/epsilon_0 (sigma è la densità di carica).- Energia immagazzinata in un condensatore
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U = (1/2)*Q*V = (1/2)*C*V^2 = Q^2/(2C); rappresenta il lavoro fatto per caricare il condensatore; le tre forme sono equivalenti.- Dielettrico
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Materiale non conduttore posto tra le armature di un condensatore; aumenta la capacità di un fattore kappa (costante dielettrica); riduce di un fattore kappa il campo elettrico tra le armature.
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