Corrente e carica
- Corrente
- I = ΔQ / Δt
- Carica
- Q = ne
I correnteQ carican numero di carichee carica elementare
Formule di elettricità e onde
Le formule chiave di circuiti, campi e onde in un foglio di fisica: corrente e resistenza, circuiti in serie e in parallelo, condensatori, campi elettrici, magnetismo, onde, luce e lenti, con i simboli spiegati.
Ultimo aggiornamento
Le formule chiave di circuiti, campi e onde, in una sola pagina: l'elettricità, il magnetismo e le onde di AP Physics 2 e della fisica dell'A level. Simboli e condizioni sono spiegati sotto ogni formula, e il foglio si chiude con le costanti. Le formule che hanno una calcolatrice portano a lei, così puoi provare i tuoi valori. Passa alla modalità Mettimi alla prova per nascondere le formule e vedere quante ne ricordi, oppure stampa tutto il foglio.
Corrente e resistenza
Legge di Ohm
- V = IR
- Resistività
- R = ρL / A
V tensioneR resistenzaρ resistivitàL lunghezzaA area della sezione
Potenza ed energia elettrica
- Potenza elettrica
- P = IV = I²R = V² / R
- Energia trasferita
- E = Pt = IVt
P potenzat tempo
Forza elettromotrice e resistenza interna
- ε = I(R + r)
- Tensione ai morsetti
- V = ε − Ir
ε forza elettromotricer resistenza interna
Circuiti
Resistenze in serie
- Resistenza equivalente
- R_T = R₁ + R₂ + …
- Corrente
- I_T = I₁ = I₂ = …
- Tensione
- V_T = V₁ + V₂ + …
Resistenze in parallelo
- Resistenza equivalente
- 1 / R_T = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …
- Due resistenze
- R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
- Corrente
- I_T = I₁ + I₂ + …
- Tensione
- V_T = V₁ = V₂ = …
Leggi di Kirchhoff
- Legge dei nodi
- ΣI_in = ΣI_out
- Legge delle maglie
- ΣΔV = 0
Condensatori
- Capacità
- C = Q / V
- Energia immagazzinata
- U = ½QV = ½CV²
- In parallelo
- C_T = C₁ + C₂ + …
- In serie
- 1 / C_T = 1 / C₁ + 1 / C₂ + …
- Costante di tempo
- τ = RC
C capacitàQ carica
Campi elettrici
Legge di Coulomb
- F = k|q₁q₂| / r²
- Costante di Coulomb
- k = 1 / (4πε₀)
q₁, q₂ caricher distanza
Campo elettrico
- E = F / q
- Carica puntiforme
- E = k|q| / r²
- Tra armature parallele
- E = V / d
E intensità del campo elettricoq caricad distanza tra le armature
Potenziale elettrico
- Carica puntiforme
- V = kq / r
- Energia potenziale elettrica
- U = qV
- Variazione di energia potenziale
- ΔU = qΔV
V potenziale elettricoq caricaU energia potenziale
Magnetismo
Forza magnetica
- Su una carica in moto
- F = |q|vB sin θ
- Su un filo percorso da corrente
- F = BIL sin θ
B campo magneticoθ angolo con il campo
Campo magnetico di un lungo filo rettilineo
- B = μ₀I / (2πr)
μ₀ permeabilità magnetica del vuotor distanza dal filo
Induzione elettromagnetica
- Flusso magnetico
- Φ = BA cos θ
- Legge di Faraday
- ε = −N ΔΦ / Δt
- Sbarretta in moto in un campo
- ε = BLv
Φ flusso magneticoθ angolo tra il campo e la normale alla superficieN numero di spireL lunghezzav velocità
Onde e ottica
Equazione delle onde
- Velocità dell'onda
- v = fλ
- Periodo
- T = 1 / f
f frequenzaλ lunghezza d'ondaA ampiezza
Luce e fotoni
- Velocità della luce
- c = fλ
- Energia del fotone
- E = hf = hc / λ
Nel vuoto: λ è la lunghezza d'onda nel vuoto.
h costante di Planck
Rifrazione
- Indice di rifrazione
- n = c / v
- Legge di Snell
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Angolo limite
- sin θ_c = n₂ / n₁
Gli angoli si misurano rispetto alla normale. Un angolo limite esiste solo se n₁ > n₂.
n indice di rifrazioneθ₁, θ₂ angoli rispetto alla normale
Lenti e specchi
- Lente sottile
- 1 / f = 1 / d_o + 1 / d_i
- Ingrandimento
- M = h_i / h_o = −d_i / d_o
f distanza focaledₒ distanza dell'oggettodᵢ distanza dell'immaginehₒ, hᵢ altezze dell'oggetto e dell'immagine
Interferenza da doppia fenditura
- Frange chiare
- d sin θ = mλ
- Distanza tra le frange
- Δy = λL / d
Distanza tra le frange: per piccoli angoli, con lo schermo lontano dalle fenditure.
d distanza tra le fenditurem ordine della frangiaL distanza dallo schermo
Costanti
Costanti
- Carica elementare
- e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C
- Costante di Coulomb
- k = 8.99 × 10⁹ N m²/C²
- Costante dielettrica del vuoto
- ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/(N m²)
- Velocità della luce
- c = 3.00 × 10⁸ m/s
- Costante di Planck
- h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s
- Permeabilità magnetica del vuoto
- μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m/A
Serie o parallelo
La maggior parte delle domande sui circuiti si riduce a due regole. In serie, uno dopo l'altro, ogni componente è attraversato dalla stessa corrente e le tensioni si sommano fino a dare quella della batteria. In parallelo, uno accanto all'altro, ogni ramo ha la stessa tensione e le correnti si sommano fino a dare quella totale.
Per questo le resistenze si sommano in serie e diminuiscono in parallelo. Due resistenze da 6 Ω in serie danno 12 Ω; le stesse due in parallelo danno 3 Ω, perché ora la corrente ha due percorsi invece di uno. Molti circuiti che mescolano le due cose si risolvono dall'interno verso l'esterno: sostituisci ogni gruppo in parallelo con la sua resistenza equivalente, poi somma quelle in serie. Un circuito che non si può scomporre così, come un ponte, richiede le leggi di Kirchhoff.
Quale formula della potenza usare
P = IV, P = I²R e P = V² / R sono un'unica formula, in cui si è sostituita V = IR per eliminare la grandezza che non conosci. Usa quella che richiede solo ciò che hai. Una lampadina da 60 W alimentata a 230 V assorbe I = 60 / 230, circa 0,26 A, e la sua resistenza è R = 230² / 60, circa 880 Ω. La calcolatrice della legge di Ohm le risolve tutte e quattro per qualunque valore lasci vuoto.
L'energia che un apparecchio consuma è la sua potenza per il tempo in cui resta acceso, E = Pt. In joule il tempo è in secondi; in bolletta la potenza è in kilowatt e il tempo in ore, il che dà i kilowattora.
Le stesse formule in altre notazioni
AP Physics 2 scrive ΔV per una tensione, dove questo foglio e l'A level scrivono V, e scrive la legge di Coulomb con 1 / (4πε₀) al posto di k: il foglio le dà entrambe, perché sono lo stesso numero. L'A level scrive l'equazione delle lenti sottili come 1 / f = 1 / u + 1 / v, con u e v le distanze dell'oggetto e dell'immagine; questo foglio mantiene d_o e d_i così v può restare una velocità.
Dove andare dopo
La calcolatrice della lunghezza d'onda applica l'equazione delle onde e l'energia del fotone a qualsiasi valore lasci vuoto, e le altre calcolatrici di fisica mostrano ogni passaggio. Per moto, forze ed energia, il formulario di meccanica è l'altra metà del corso.
Domande frequenti
Che cos'è la legge di Ohm?
V = IR: la tensione ai capi di una resistenza è la corrente che la attraversa per la sua resistenza. Una batteria da 6 V collegata a una resistenza da 3 Ω fa passare una corrente di 2 A. Vale per le resistenze a temperatura costante; una lampadina a filamento o un diodo non la seguono.
Come si sommano le resistenze in parallelo?
Si sommano i reciproci: 1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂. Per due resistenze diventa R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂), quindi 6 Ω e 3 Ω in parallelo danno 2 Ω. Il totale è sempre minore della resistenza più piccola, perché ogni ramo aggiunge un altro percorso per la corrente.
Qual è la differenza tra forza elettromotrice e tensione?
La forza elettromotrice ε è l'energia che una batteria dà a ogni coulomb di carica. Quando la batteria eroga corrente, la tensione ai suoi morsetti è minore, perché una parte dell'energia si consuma dentro la batteria: V = ε − Ir, dove r è la sua resistenza interna.
Che relazione c'è tra lunghezza d'onda e frequenza?
La velocità di un'onda è la sua frequenza per la sua lunghezza d'onda, v = fλ. Per la luce nel vuoto la velocità è c, quindi una luce verde con lunghezza d'onda di 500 nm ha una frequenza di 3,00 × 10⁸ / 5,00 × 10⁻⁷ = 6,0 × 10¹⁴ Hz. A parità di velocità, una frequenza più alta significa sempre una lunghezza d'onda più corta.
Questo foglio copre AP Physics 2?
Copre le formule principali di elettricità, magnetismo, onde e ottica di AP Physics 2, non la termodinamica né la fisica moderna. All'esame il College Board ti dà il suo formulario, quindi esercitati con quello e usa questo foglio come complemento gratuito.
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