Dispense VERIFICATO
Fisica
Università degli studi di Pisa logopedia (abilitante alla professione sanitaria di logopedista) 2019
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Di cosa parla
- Fenomeni Elettrici e Carica: Inizialmente, vengono esplorati i fenomeni elettrici attraverso esperimenti di strofinio, mostrando l'attrazione e la repulsione tra oggetti carichi. Si conclude che esiste una quantità chiamata carica elettrica, di due tipi (positive e negative), e che cariche uguali si respingono mentre quelle opposte si attraggono. Normalmente la materia è neutra, e i fenomeni elettrici si manifestano perturbando questo equilibrio.
- Conservazione e Quantizzazione della Carica: Il principio di conservazione della carica afferma che la carica elettrica totale si mantiene in qualsiasi processo fisico. La carica è anche quantizzata, essendo sempre un multiplo della carica fondamentale dell'elettrone (e-, negativa) o del protone (p, positiva). La materia è neutra perché gli atomi contengono un numero uguale di protoni ed elettroni.
- Unità di Misura della Carica: L'unità di misura della carica nel Sistema Internazionale è il Coulomb [C], definito come [A]x[s]. Si sottolinea che 1 Coulomb è una carica molto grande, spesso si usano microcoulomb (µC = 10-6 C).
- Legge di Coulomb: Descrive la forza tra due cariche puntiformi. La forza è attrattiva se le cariche hanno segno opposto (q1q2 < 0) e repulsiva se hanno lo stesso segno (q1q2 > 0). L'intensità della forza è data da |F12| = K (|q1q2| / R2), dove K è la costante di Coulomb (9 × 109 Nm2/C2). Questa legge è confrontata con la legge di gravitazione universale, evidenziando che la forza di Coulomb è dominante a livello atomico.
- Potenziale Elettrico ed Energia Potenziale: La forza di Coulomb è conservativa, permettendo la definizione di un'energia potenziale elettrica (U). Il potenziale elettrico (V) è definito come l'energia potenziale per unità di carica (V = U/q). La sua unità di misura è il Volt [V], equivalente a [J]/[C], ed è una grandezza scalare.
- Le Pile: Le pile funzionano attraverso reazioni di ossido-riduzione che comportano uno scambio di elettroni, generando una differenza di potenziale tra i terminali e convertendo energia chimica in energia elettrostatica.
- Tipi di Materiali: I materiali si classificano in:
- Conduttori: Permettono il libero movimento degli elettroni (es. metalli).
- Isolanti (o Dielettrici): Le cariche elettriche non possono muoversi liberamente.
- Semiconduttori: Si comportano come isolanti a basse temperature e come conduttori a temperatura ambiente.
- Corrente Elettrica: La corrente (I) è definita come la quantità di carica (ΔQ) che attraversa una sezione di un conduttore nell'unità di tempo (Δt), I = ΔQ/Δt. L'unità di misura è l'Ampere [A], equivalente a [C]/[s], ed è una grandezza scalare.
- Legge di Ohm: Stabilisce che in un conduttore, la corrente (I) è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale (V) applicata e inversamente proporzionale alla resistenza (R), I = V/R. La resistenza R è una proprietà dell'oggetto e si misura in Ohm (Ω), dove Ω = [V]/[A].
- Legge di Joule: Descrive la potenza (P) dissipata da una resistenza (R) percorsa da corrente (I) e sottoposta a una differenza di potenziale (V). Le formule sono P = R × I2 e P = V2/R.
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