1 | P a g e

Fenomenele electrice sunt procese din natură care se manifestă asupra corpurilor

încărcate cu sarcină electrică.

Teoria electricității, ca și a magnetismului, este mult mai recentă decât optica sau

mecanica. Mirajul electricității a stârnit imaginația oamenilor încă din antichitate. Se pare că

primele studii de electricitate au fost efectuate în sec. al VI-lea î.Cr. de Tales din Milet, care a

observat că unele substanțe pot atrage corpuri mai ușoare după ce sunt frecate de alte materiale.

Explicarea naturii electricității s-a lăsat îndelung așteptată. Studii aprofundate de

electricitate s-au produs începând cu sec. al XVII-lea. Progresele fizicii în acest domeniu încep

să fie evidente spre sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea, când au fost

întreprinse experiențe mai numeroase, mai ingenioase, iar apoi prin elaborarea teoriei

electricității pe baza unui aparat matematic din ce în ce mai complex.

Ceea ce au întâlnit cercetătorii la sfârșitul sec. al XVII-lea și

începutul sec. al XVIII-lea erau fenomene complicate, precum electrizarea

prin frecare, producerea de scântei, influența umezelii aerului asupra

fenomenului de electrizare, etc., fenomene pe care nu puteau să și le

explice, datorită lipsei noțiunilor fundamentale în domeniul electrostaticii.

2 | P a g e

Totuși din această perioadă datează o serie de observații calitative cum ar fi deosebirea

dintre conductorii electrici și izolatori, influența corpurilor încărcate cu electricitate asupra

conductorilor izolați, sau existența celor două tipuri de sarcină electrică: pozitivă și negativă.

Corpurile care prin frecare căpătă proprietatea de a atrage alte corpuri au fost numite

corpuri electrizate, iar ceea ce conferă corpurilor această proprietate a fost numită electricitate.

În limitele unor concepții naive se admitea existența a două fluide, unul pozitiv și altul

negativ, care ar conferi corpului electrizat tipul de electricitate. Mai târziu Benjamin Franklin a

presupus că electrizarea corpului este efectul prezenței sau absenței unui singur tip de fluid.

Prezența lui în exces, peste starea electrizată, conferă corpului o electricitate negativă, iar absența

lui indică o încărcare cu electricitate pozitivă.

Franklin a mai presupus că fluidul negativ este compus din particule, indicând astfel

modul de electrizare a sticlei și a ebonitei, cu 100 de ani înaintea descoperirii electronului!

Teoria electricității macroscopice a început să se dezvolte abia după conturarea mecanicii

clasice și perfecționarea aparatului matematic și se poate considera încheiată în cursul sec. al

XIX-lea. Clarificarea naturii electricității, a purtătorului microscopic de sarcină electrică, a

devenit o realitate la sfârșitul acestui secol, odată cu semnarea actului de naștere al fizicii

atomice.

Din punct de vedere al capacității de mișcare există sarcini libere și sarcini legate.

Primele se pot mișca pe spații limitate în solide, lichide, gaze.

Corpurile în care numărul de sarcini libere este constant și nu depinde de temperatură

se numesc conductoare. Aceasta este situația metalelor și a majorității aliajelor, în care

electronii sunt sarcini libere, sau a electroliților în care ionii pozitivi și negativi sunt sarcini

libere. Dacă punem sarcini în exces acestea se vor distribui pe suprafață.

Corpurile în care sarcinile sunt legate de anumite poziții sunt numite corpuri

izolatoare. Materialele izolatoare pot exista în toate stările de agregare: gaze inerte, cum sunt He,

Ne, Ar (sarcinile sunt legate la nivelul atomului), gaze moleculare și lichide moleculare, cum

sunt hidrogenul, oxigenul, respectiv apa, cu sarcini legate la nivelul moleculei sau solide formate

din ioni, cum este clorura de sodiu.

Etimologic vorbind, termenul de electricitate provine din limba greacă ήλεκτρον

(electron) = chihlimbar și se datorează faptului că primele observații ale fenomenului de

electrizare au avut ca obiect de studiu un „bețișor” de chihlimbar.

3 | P a g e

Se poate constata experimental că prin anumite metode, de exemplu prin frecare,

corpurile pot fi aduse într-o stare care determină modificarea proprietăților mediului în care

acestea se află. Această nouă proprietate a corpului se numește stare de electrizare și este

descrisă de mărimea fizică scalară – sarcina electrică.

Starea de electrizare a corpurilor este numită orice stare în care acestea pot exercita

acţiuni ponderomotoare de natură electrică (forţe sau cupluri) asupra altor corpuri, adică acţiuni

ponderomotoare de aceeaşi natură cu cele exercitate de corpurile electrizate prin frecare.

Din punct de vedere microscopic, starea de electrizare a unui corp înseamnă aducerea

acestuia în situaţia de a avea un exces sau o lipsă de electroni.

În afară de frecare, corpurile mai pot fi electrizate prin contact direct cu corpuri

electrizate, prin comprimarea sau întinderea unor cristale (piezoelectrizare), prin încălzire

(piroelectrizare), prin iradiere cu raze Röentgen, prin reacţii chimice etc.

Starea de electrizare se poate comunica de la un corp electrizat la un corp neelectrizat

prin contact sau prin influenţă. După durata în care se transmite starea de electrizare, corpurile

pot fi împărţite în trei categorii:

• Corpuri conductoare sau mai simplu conductori, care transmit starea de electrizare într-

un timp foarte scurt, de ordinul 10-10

– 10-12

s, deci practic instantaneu. Din clasa conductorilor

fac parte metalele, soluţiile de acizi, baze şi săruri precum şi gazele în timpul arderii;

• Corpuri izolante sau mai simplu izolanţi, care transmit starea de electrizare într-un timp

lung, de ordinul zilelor, lunilor. Din clasa izolanţilor fac parte sticla, mica, cauciucul, masele

plastice, porţelanul etc.; Observaţie. Nu există izolanţi perfecţi; toate materialele sunt

conductoare. Numai vidul este perfect izolant.

• Corpuri slabconductoare, care au proprietăţi intermediare, timpul de transmitere a stării

de electrizare fiind de ordinul fracţiunilor de secundă sau al secundelor. Materialele

slabconductoare mai importante sunt semiconductorii

(germaniul, siliciul, seleniul, telurul etc.).

4 | P a g e

Acţiunile ponderomotoare care se exercită între corpuri electrizate sau asupra corpurilor

situate în apropiere, acţiuni care nu existau înainte de electrizare, pun în evidenţă existenţa unui

nou sistem fizic în spaţiul din jurul corpurilor electrizate, denumit câmp electric. Interacţiunea

între corpurile electrizate se produce prin intermediul câmpului electric produs de corpurile

electrizate.

În vecinătatea unui corp electrizat şi, în general, într-un câmp electric, corpurile

punctiforme din materiale conductoare au o comportare diferită de a celor din materiale izolante.

Un conductor punctiform, electrizat prin contact este acţionat de o forţă care nu depinde de

orientarea lui în raport cu corpul de referinţă electrizat şi nu este acţionat de un cuplu care să-l

rotească în raport cu centrul lui de masă. Conductorul punctiform se comportă ca un punct

material în mecanică şi starea lui de electrizare se numeşte de încărcare electrică.

Un corp punctiform dintr-un material izolant, chiar şi neelectrizat prin contact, poate fi

acţionat de un cuplu şi eventual de o forţă, ambele

depinzând de orientarea micului corp în raport cu

corpul electrizat de referinţă; comportarea lui este

diferită de a punctelor materiale din mecanică şi

starea lui de electrizare se numeşte de polarizare

electrică.

1. polarizarea de deplasare, datorata deplasarii

norului electronic fata de nucleul atomului (polarizarea electronica) sau deplasarii ionilor

pozitivi fata de cei negativi intr-un cristal ionic (polarizare ionica);

2. polarizarea de orientare, ce apare la substantele care au un momente dipolare elementare

care se vor orienta de-a lungul liniilor campului electric extern.

Spre deosebire de conductori care se pot afla numai în stare de încărcare electrică, stările

de electrizare ale materialelor izolante pot fi atât de încărcare cât şi de polarizare. Materialele

susceptibile de a se polariza electric se numesc dielectrici.

Mecanismul electrizării constă în primirea sau acceptarea de electroni. Corpurile care

primesc electroni se încarcă cu sarcină electrică negativă, iar corpurile care cedează electroni se

încarcă cu sarcină pozitivă. Cantitatea de sarcină primită sau cedată de un corp este proporțională

cu numărul de electroni primiți sau cedați de corp.

5 | P a g e

Multe corpuri dupa frecare de alte corpuri capata proprietatea

de a atrage spre sine bucatele de hartie, fire de par s.a. In unele

cazuri corpurile se atrag, in altele – se resping. Se explica prin

existenta a doua tipuri de sarcini – pozitive si negative. Sarcinile de

acelasi semn se resping, de semn opus – se atrag.

Sarcina electrica este parte componenta a particulelor

elementare. Particule elementare sunt si electronul si protonul, care intra in componenta tuturor

corpurilor. Sarcina electronului se considera negativa, iar a protonului – pozitiva.

Mărimea fizică – sarcina electrică se notează cu literele Q sau q și se măsoară în

Coulombi, după numele fizicianului francez Ch. A. Coulomb:

1C reprezintă sarcina electrică transportată prin secțiunea transversală a unui conductor de

un curent staționar cu intensitatea de 1A, în timp de 1s.

În sistemul de unităţi S.I., sarcina electrică este o mărime

secundară. În acest sistem, unitatea de sarcină electrică, numită coulomb

(C), se defineşte cu ajutorul teoremei lui Coulomb şi este sarcina electrică

care încarcă egal două conductoare punctiforme situate în vid la distanţa

de 1 m, forţa care se exercită asupra lor fiind egală cu 9⋅109

newtoni.

Electronul este cel mai mic purtător de sarcină electrică. Sarcina

electrică a unui electron este:

Sarcina unui corp electric este de q = ± Ne, unde N – numarul de electroni (protoni) in

exces, e – sarcina elementara.

Legea interactiunii sarcinilor electrice (punctiforme) este legea lui Coulomb.

Legea lui Coulomb a fost enunțată de Ch. A. Coulomb în anul 1785 ca rezultat al unor studii

experimentale, efectuate cu ajutorul unei balanțe de torsiune. Este o lege experimentală care

afirmă că forţa de interacţie dintre două sarcini punctiforme acţionează de-a lungul dreptei ce

uneşte cele două sarcini este direct proporţională cu produsul sarcinilor şi invers proporţională

cu pătratul distanţei dintre ele.

6 | P a g e

Forţa coulombiană este de atracţie dacă sarcinile sunt de semne contrare şi de respingere

dacă sarcinile sunt de acelaşi fel.

Fie două sarcini electrice punctiforme, Q1 şi Q2, aflate la distanţa r una de cealaltă. Forţa

coulombiană dintre cele două sarcini electrice este:

unde este o constantă numită permitivitatea electrică a

vidului;

Q1 si Q2 – valoarea sarcinilor care interactioneaza;

r – distanta dintre sarcini;

Sarcina electrică are următoarele proprietăți:

a) Se conservă. Legea conservării sarcinii a fost formulată de B. Franklin în 1747:

Suma algebrică a sarcinilor electrice ale unui sistem izolat de corpuri este constantă.

b) Este cuantificată. Sarcina electrică a unui corp este un multiplu întreg de sarcini

elementare.

Q = n∙e

Relație cunoscută și sub numele de relația de cuantificare a sarcinii, iar n este un număr întreg.

c) Este invariantă. Valoarea ei nu depinde de sistemul de referință ales, în care se face

măsurarea.

7 | P a g e

Notiunea de camp fizic s-a impus incepand din a doua jumatate

a secolului al XIX-lea, ca notiune fundamentala pentru a explica

transmiterea interactiunilor:

din aproape in aproape,

cu viteza finita,

prin mecanisme specifice.

Notiunea de camp fizic, introdusa in stiinta de catre Faraday, este asociata cu descrierea

in fiecare punct a proprietatilor fizice ale unei regiuni din spatiu. Aceste proprietati sunt generate

de corpurile prezente in regiunea respectiva.

Campul este o proprietate a materiei ce nu este perceputa in mod direct de simturile

noastre, dar il putem “modela”. Poate fi un camp scalar sau vectorial dupa tipul marimii fizice:

camp de temperatura, camp de viteze, camp de presiune, camp de forte etc. Campul vectorial, a

carui stare locala si instantanee este caracterizata de forte care actioneaza asupra punctelor

materiale, se numeste camp de forte.

De exemplu, un punct material aflat sub actiunea fortelor gravitationale se gaseste intr-

un camp gravitational, iar un corp incarcat cu sarcina electrica ce interactioneaza cu alte corpuri

incarcate cu sarcina electrica se gaseste intr-un camp de forte electrostatice. De fapt, campul

este intermediarul dintre corpurile care interactioneaza adica este suportul interactiunilor la

distanta a corpurilor. Investigarea campului din jurul unei surse, indiferent de tipul sursei, se face

cu ajutorul unui corp de proba, masurand forta ce se manifesta asupra acestuia. Acest corp de

proba trebuie sa influenteze cat mai putin forma campului generat de sursa.

Câmpul electric este o formă de existență a materiei care se manifestă prin forțe de

interacțiune electrice asupra corpurilor încărcate cu sarcină electrică. Regiunea din spaţiu în care

se exercită forţe electrice asupra corpurilor electrizate aflate în repaus sau în mişcare se

numeşte câmp electric.

8 | P a g e

Corpul electrizat care generează câmpul este numit sursă a câmpului. Dacă sursa

câmpului electric este în repaus, câmpul generat se numeşte câmp electrostatic.

Campul electric se caracterizeaza prin marimea fizica numita intensitatea campului

electric, forta care actioneaza asupra unei sarcini punctiforme unitare (q = 1 unitati de sarcina).

Intensitatea campului electric este o marime vectoriala.

Intensitatea campului electric generat de un sistem de sarcini este egala cu suma

geometrica a intensitatilor campurilor generate de fiecare sarcina aparte.

Aceasta afirmatie poarta denumirea de principiul superpozitiei campurilor electrice.

Intensitatea unui câmp electric, într-un punct al spațiului, generat de n sarcini electrice

punctiforme izolate, qi, cu i=1, 2, …, n, este egală cu suma vectorială a câmpurilor electrice

individuale, produse de cele n sarcini electrice, pe care le-ar crea fiecare, independent de

prezența celorlalte.

Distribuția sarcinilor este spațială. Cazul în care sarcinile se află într-un plan este un caz

particular, folosit pentru a explica și a înțelege mai ușor fenomenul.

Câmpul electrostatic

Câmpul electrostatic este stabilit de corpuri imobile a căror repartiţie de sarcină electrică,

respectiv stare de polarizare este invariabilă în timp şi nu este însoţit de transformări de energie.

În acest caz, fenomenele electrice se produc independent de cele magnetice şi ca urmare studiul

câmpului electric şi, respectiv, magnetic se poate face separat.

9 | P a g e

Regimul electrostatic nu se realizează efectiv, fiind aproximarea unui regim lent variabil

în timp în care transformările energiei sunt neglijabile.

Câmpul electrostatic este caracterizat de o mărime fizică vectorială, notată cu , numită

intensitatea câmpului electrostatic și definită prin relația:

unde 𝐹 este forța de interacțiune electrostatică, iar 𝑞 este sarcina de probă. Prin convenție 𝑞>0.

Precizare: sarcina de probă este sarcina electrică a unui corp cu ajutorul căreia

punem în evidență, probăm existența, câmpului electrostatic. Cu ajutorul corpului de probă se

pot stabili punctual proprietățile câmpului electrostatic, fără a-l perturba.

De fapt interacţiunile se realizează instantaneu între câmpul electric şi corpul de probă.

Pentru a descrie câmpul electric în fiecare punct al spaţiului, se defineşte mărimea fizică

vectorială numită intensitatea câmpului electric, numeric egală cu forţa electrică ce acţionează

asupra unui corp punctiform încărcat cu o sarcină de 1C, plasat în acel punct al câmpului

Direcția vectorului este aceeași cu direcția vectorului 𝐹, adică direcția ce unește corpul

generator de câmp, de sarcină Q, cu punctul respectiv.

Sensul vectorului depinde de semnul sarcinii Q,

Modulul lui depinde doar de valoarea sarcinii Q, a corpului generator de câmp și

distanța de la punctul considerat și această sarcină.

Deoarece nu depinde de valoarea sarcinii de probă, q, rezultă că acesta este o mărime

care caracterizează câmpul electric în fiecare punct.

10 | P a g e

Fiecare punct din spatiu are atasat un vector local orientat spre sursa, in cazul

interactiunilor gravitationale. In cazul interactiunilor electrostatice, vectorul local este orientat

inspre sarcina negativa, respectiv de la sarcina pozitiva spre exterior. Deoarece sursele

punctiforme prezinta simetrie sferica vectorii intensitate a campului gravitational, Γ, respectiv

camp electric, E, au o structura radiala, iar ca marime sunt invers proportionali cu patratul

distantei sursa - punct din spatiu.

Ţinând cont de expresia forţei din legea lui Coulomb, se găseşte modulul intensităţii

câmpului electric:

Din această formulă se constată că intesitatea câmpului electric scade exponenţial cu

distanţa r.

La o sferă metalică electrizată distribuţia intensităţii câmpului este astfel:

- în interiorul sferei câmpul electric este nul deoarece sarcinile electrice sunt în echilibru, chiar

pe sferă;

- în exteriorul sferei intensitatea se calculează ca şi cum întreaga sarcină ar fi concentrată în

centrul sferei;

- corpurile metalice au proprietatea de a ecrana câmpul electric atât de la interior la exterior cât şi

de la exterior la interior dacă acestea sunt legate la pământ;

11 | P a g e

- în funcţie de semnul sarcinii "Q" sursă a câmpului, intensitatea câmpului este orientată la fel cu

!r dacă Q>0 sau în sens contrar lui !r dacă Q<0.

Câmpul electric al Pământului

În atmosfera terestră se manifesta un câmp electric creat de ionii rezultați din fenomenul

de ionizare a moleculelor de gaz bombardate de radiațiile cosmice. Astfel se formează o pătură

sferică conductoare de electricitate la altitudini înalte în jurul Pământului. Dar Pământul conține

o anumita cantitate de sarcini electrice, fiind totodată și un foarte bun conducător de electricitate.

12 | P a g e

Pământul și straturile joase ale atmosferei formează o sferă

conductoare. Între sfera conductoare formată de Pământ și pătura

sferică a ionilor de la altitudini înalte exista o pătură sferică de

circa 50 km grosime, care nu este un bună conductoare electric.

La suprafața Pământului se poate măsura un câmp

electrostatic având intensitatea de circa E = 100V/m. Considerând

raza sferei terestre de 5000 km, se poate determina sarcina electrica superficială pe care o are

Pământul, de circa 3∙105 C.

Linii și spectre de câmp electrostatic

Câmpul electrostatic este reprezentat grafic cu ajutorul unor linii imaginare, tangente în

fiecare punct al spațiului la direcția locală a vectorului intensitatea câmpului electrostatic, ,

numite linii de câmp electrostatic. Ansamblul liniilor de câmp, din reprezentarea grafică, se

numește spectrul liniilor de câmp. Noțiunea de linie de câmp a

fost introdusă de fizicianul englez Michael Faraday.

Câmpul electrostatic radial

Distribuția liniilor de câmp electric în cazul unor

sarcini electrice, punctiforme, izolate, aflate la distanță mare de alte sarcini electrice -

sensul liniilor de câmp este dinspre sarcina pozitivă, „iese” din sarcina pozitivă (fig. a) și

spre sarcina negativă, „intră” în sarcina negativă (fig. b).

Se observă că distribuția liniilor de câmp sunt pe direcția unor raze. Din acest caz,

câmpul electrostatic generat de o sarcină electrică punctiformă izolată, aflată la distanță mare de

alte sarcini electrice se numește câmp radial.

13 | P a g e

Distribuția liniilor de câmp electric a două sarcini

electrice punctiforme izolate aflate în imediata

apropiere - spectrul liniilor de câmp în cazul în

care sarcinile sunt de semn contrar, este un

spectru de linii închise (fig. a) și în cazul în care

sarcinile au același semn, este un spectru de linii deschise (fig.b).

OBSERVAȚIE: În realitatea aceste spectre au o distribuție spațială, ca un arici ghemuit!

Linia de cậmp electric este curba tangentă în orice punct la intensitatea cậmpului electric

E. Linia de cậmp electric are sensul de la sarcina electrică negativă spre sarcina electrică

pozitivă. Imaginea liniilor de cậmp electric dintr-o secțiune prin cậmpul considerat se numeşte

spectru electric.

Liniile de câmp nu se intersectează în nici un punct al câmpului.

Liniile de câmp unesc sarcini de semne contrare.

Traiectoria unui corp de probă coincide cu linia de câmp.

Liniile de câmp se desenează astfel încât "desimea" lor să constituie o măsură a

intensităţii câmpului electric.

Câmpul electrostatic uniform

Un câmp electrostatic în care intensitatea câmpului este aceeaşi în toate punctele sale se

numeşte câmp electric uniform. Câmpul electric uniform are următoarele caracteristici:

1) intensitatea câmpului electrostatic are aceeași valoare în fiecare punct

al câmpului;

2) liniile de câmp sunt paralele și echidistante;

3) vectorul intensitatea câmpului electrostatic este orientat dinspre

distribuţia de sarcină pozitivă spre cea negativă.

14 | P a g e

Câmp uniform poate fi obţinut şi în spaţiul delimitat de două conductoare plane, de

dimensiune mare, încărcate cu sarcini egale ca valoare şi de semn opus, sarcina fiind distribuită

uniform pe fiecare dintre conductori (fiecărui element de arie îi revine aceeaşi sarcină electrică).

Pentru un câmp electric uniform, liniile de câmp sunt paralele şi echidistante.

Observaţie: pentru planele de dimensiune mică, numai în regiunile depărtate de marginile

acestora se manifestă câmp uniform. La capete apar distorsiuni ale câmpului.

În cazurile în care într-un punct din spaţiu, câmpul electric este generat de un ansamblu

de sarcini electrice, este valabil principiul superpoziţiei: intensitatea câmpului electric !E, într-un

punct din spaţiu, este egală cu suma vectorială a intensităţilor !Ek ale câmpurilor electrice

generate de fiecare sarcină electrică punctiformă Qk, independent de celelalte câmpuri.

Fluxul câmpului electric

Termenul de flux provine din limba latină: fluxus = curgător și își are originea în teoria

fluidelor, unde fluxul reprezintă debitul de fluid care străbate o suprafață oarecare.

Altfel spus: fluxul electric reprezintă totalitatea liniilor de câmp electric care străbate o

suprafață oarecare.

15 | P a g e

Pentru a descrie proprietățile câmpului electric referitor la un ansamblu de puncte ale

mediului, aflate pe o suprafață, este utilizată mărimea fizică scalară numită fluxul câmpului

electric, sau fluxul electric:

unde cu Φ am notat mărimea fizică scalară fluxul electric, cu S aria suprafeței

considerate, cu vectorul intensitatea câmpului electric, cu normala la suprafața considerată

iar este unghiul dintre vectorul câmpului electric !E şi vectorul normalei !n la suprafaţa dată.

Referitor la vectorul considerăm relația: = ∙

Fluxul câmpului electric prin suprafața considerată depinde de orientarea acesteia în

raport cu direcția liniilor de camp.

Fluxul câmpului electric este maxim atunci când suprafața S este așezată normal

(perpendicular) pe direcția liniilor de câmp, α = 0°.

Fluxul câmpului electric este minim atunci când suprafața S este

paralelă cu direcția liniilor de câmp, α = 90°.

Unitatea de măsură pentru fluxul electric este:

Teorema lui Gauss

Să considerăm o sferă de rază r, în centrul căreia este în repaus un corp punctiform de

sarcină q. Ținând cont de faptul că distribuția liniilor de câmp pentru o sarcină electrică

punctiformă izolată este radială, suprafața Σ sferei reprezintă locul geometric al punctelor din

spațiu pentru care modulul vectorului intensitatea câmpului electrostatic are aceeași valoare.

Acest rezultat obținut în baza legii lui Coulomb a fost generalizat pentru orice suprafață

Σ’ închisă și pentru orice distribuție spațială de sarcină electrică de către Karl Friederich Gauss:

Fluxul câmpului electric printr-o suprafață închisă este egal cu raportul dintre sarcina

totală aflată în interiorul suprafeței și permitivitatea electrică a mediului în care se află

suprafața considerată.

16 | P a g e

OBSERVAȚIE:

1) Dacă în interiorul unei suprafețe închise, aflată întru-n câmp

electric, nu există sarcini, sau sarcina totală este nulă, fluxul prin

suprafața totală este zero.

2) Dacă sarcina electrică se află în afara suprafeței, fluxul electric

prin suprafața totală este zero: numărul liniilor de câmp care intră în suprafață este egal

cu numărul liniilor câmp care ies din suprafață.

3) Liniile de câmp au, în mod obligatoriu, „capetele” pe sarcini.

Potențialul electric denumit și potențial electrostatic este o mărime fizică de tip câmp

scalar ce caracterizează câmpul electric. Potențialul electric al unui punct din spațiu este egal cu

raportul dintre lucrul forței electrice necesar pentru deplasarea unui corp de probă încărcat cu o

sarcină electrică din acel punct până la infinit și sarcina electrică a corpului de probă. Echivalent,

potențialul electrostatic este raportul dintre energia potențială electrostatică a unui corp încărcat

electric, asociată poziției sale în câmpul electric, și sarcina electrică a corpului.

Lucrul mecanic în câmp electrostatic

Considerăm că sarcina +q se deplasează, de-a lungul unei linii ce câmp, din punctul A în punctul

B, în câmpul creat de sarcina +Q.

Conform definiției 𝐿=𝐹∙𝑑, relație valabilă pentru cazul în care F=const. și paralelă cu

deplasarea. În cazul nostru forța este paralelă cu deplasarea, dar nu este constantă. Forța electrică

depinde de distanță. Pentru a calcula lucrul mecanic, vom apela la un artificiu matematic. Vom

calcula forța medie pe distanța 𝑨𝑩=𝒅=𝒓𝑩−𝒓𝑨. Având în vedere expresia forței, cel mai bine ne-

ar avantaja o medie geometrică:

17 | P a g e

Cu aceste precizări:

OBSERVAȚIE:

1) Lucrul mecanic în câmp electric depinde de sarcina generatoare de câmp, Q, sarcina de

probă, q și de punctele inițial și final între care se deplasează sarcina de probă.

2) Deoarece lucrul mecanic în câmp electrostatic nu depinde de drum, câmpul electric

generat de două sarcini electrice punctiforme, aflate în repaus este un câmp

conservativ.

În consecință, forța electrică este o forță conservativă. Deși este o mărime de proces,

lucrul mecanic al unei forțe conservative depinde doar de stare inițială și finală a sistemului.

Concluzii

1) Un camp electrostatic este un camp potential, caracterizat

printr-o functie scalara V(x,y,z) determinata in fiecare punct al

campului si denumita potential electrostatic.

2) Fiecarui punct din spatiu din jurul unui corp de masa M (sau

sarcina Q) i se poate asocia un numar, potential gravitational

(electric), care ne da campul scalar. Locul geometric al tuturor

punctelor din jurul corpului de masa M (sau sarcina Q) care au acelasi potential

constituie suprafete echipotentiale.

3) Liniile campului sunt perpendiculare pe suprafetele echipotentiale si orientate de la valori

mari ale potentialului la valori mici ale acestuia.

Capacitatea electrică este o mărime fizică scalară care exprimă proprietatea corpurilor

conductoare, de a înmagazina și păstra sarcini electrice. Măsura ei se definește prin raportul

dintre sarcina electrică a corpului izolat și potențialul său, exprimat față de un punct depărtat la

infinit de potențial nul.

Capacitatea electrică este numeric egală cu sarcina electrică care produce o variație

unitară a potențialului electrical unui conductor electric izolat. Unitatea de măsură, în SI este

18 | P a g e

faradul, notat prin litera F. Capacitatea electrică, este principala caracteristică a dispozitivelor

(elementelor de circuit electric) numite condensatoare.

VOPSIRE IN CAMP ELECTROSTATIC CU VOPSEA PULBERE

tehnologie de acoperire, care este facuta prin intermediul aplicarii unor particule uscate

de vopsea prin intermediul campului electrostatic;

se poate aplica vopsea pulbere in camp electrostatic doar pe materialele care rezista la

temperaturi de 180-200°C (au aparut pulberi care polimerizeaza in timp scurt si la

temperaturi de 120-130°C).

Unul din avantajele principale ale vopsirii electrostatice il reprezinta acoperirea calitativ

superioara fata de modalitatile de vopsire conventionale (vopsea lichida), rezultatul fiind o

pelicula dura, rezistenta la actiune mecanica si la factorii meteorologici. Vopsirea in camp

electrostatic este un tip de vopsea sau pelicula ce se aplica sub forma unei pudre. Marea diferenta

intre vopseaua pudra si cea traditionala fiind ca vopseaua electrostatica nu are nevoie de

dizolvanti sau intaritori pentru a o putea folosi.

Vopsirea in camp electrostatic este aplicabila in cele mai diverse domenii, de la jante auto

sau moto, pana la componente ale masinilor sau de la grinzi de fier sau balustrade si pana la

calorifere.

19 | P a g e

Pulverizarea în câmp electrostatic se bazează pe mișcarea particulelor atomizate de-a

lungul liniilor unui câmp electromagnetic format între un pistol încărcat cu sarcini negative și un

obiect încărcat cu sarcini pozitive. Particulele de lac sau vopsea încărcate electric sunt atrase spre

obiectul de lăcuit după liniile de forță ale acestui câmp format între pistol și obiectul de finisat

care este legat la pământ. Particulele cedează sarcina electrică și sunt reținute pe suprafața

obiectului ce trebuie finisat.

Puterea câmpului electromagnetic depinde de distanța dintre pistol și obiect și de

diferența de potențial (voltajul). În mod normal voltajul între obiectul încărcat și pistol este de 80

kV. Distanța depinde de echipament și variază între 0,3 și 0,5 m.

Este de la sine înțeles că nu se poate folosi orice pistol pentru astfel de aplicații și nici

orice fel de lac. Există echipamente speciale pentru aplicare în câmp electrostatic, care transmit

sarcina electrică materialelor peliculogene formulate anume pentru a conduce curentul electric.

Echipamentele pot fi asemănătoare pistoalelor de pulverizare obișnuite sau pot fi discuri de

aplicare.

Finisarea în câmp electrostatic s-a folosit inițial pentru suporturi metalice: carcasele aparatelor

de uz casnic (mașini de spălat, frigidere), caroseriile automobilelor, ușile metalice. Treptat,

datorită avantajelor pe care le prezenta, s-a reușit adaptarea metodei și în domeniul finisării

lemnului. Acum, finisarea în câmp electrostatic este mult folosită pentru acoperirea scaunelor sau

a altor obiecte la care pulverizarea obișnuită generează pierderi foarte mari.

Lemnul este slab conducător de electricitate. De aceea, pentru a avea un efect

electrostatic optim, umiditatea lemnului trebuie să fie de 10-12%, iar cea a aerului nu mai jos de

60-70%. Pentru a-i îmbunătăți conductivitatea, lemnul poate fi tratat cu soluții saline sau poate fi

ținut scurtă vreme în încăperi speciale cu abur.

20 | P a g e

DEEP OSCILLATION® este o metoda de tratament unica si brevetata ce se bazează pe

efectele câmpului electrostatic. Aceasta metoda oferă posibilități de aplicare deosebite, motiv

pentru care este folosita cu mare succes in multe domenii medicale si terapeutice. Graţie modului

său de acțiune neinvaziv, netraumatic şi foarte eficient, DEEP OSCILLATION® se pretează

foarte bine pentru tratarea următoarelor indicații:

REGENERARE MAI RAPIDĂ DUPĂ INTERVENTII CHIRURGICALE, LEZIUNI

TRAUMATICE, SUPRASOLICITĂRI SAU AFECTIUNI NEUROLOGICE;

DURERI, EDEME, INFLAMAŢII, RĂNI.

21 | P a g e

CUM FUNCŢIONEAZĂ TERAPIA ELECTROSTATICĂ

Este o tehnică simplă, non-invazivă ce foloseşte electricitatea statică, producând rezultate clinice

rapide.

Atunci când asupra corpului se aplică un câmp electric de curent alternativ de voltaj înalt,

este stimulat metabolismul celular prin suplimentarea de ioni, iar balanţa electrolitică acid-

bază a sângelui se ajustează.

Aparatul aplică un nivel sigur de potenţial electric de voltaj înalt şi crează un câmp electric în

jurul pacientului.

Câmpul electric generează cantităţi mici de curent indus, ce pătrund în corp şi stimulează

metabolismul.

Curgerea de ioni pozitivi de hidrogen poate fi direcţionată optim. Acest lucru este important

deoarece de curgerea de protoni şi ioni depinde: coordonarea enzimelor, controlul calciului

ionic, proteinele transportate în sânge, balanţa generală acid-bază. Fiziologia anormală este

asociată cu o activitate electrică anormală. Corectarea activităţii electrice anormale facilitează

restaurarea unei fiziologii normale.

22 | P a g e

aplicator electrostatic de iarba