Statcoulomb

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Lo statcoulomb o (statC) o franklin (Fr) o unità di carica elettrostatica è l'unità di misura della carica elettrica nel sistema CGS elettrostatico. Il sistema internazionale (SI) usa invece il coulomb (C). La conversione è:

$1\, \mathrm{statC} = 0.1\,\mathrm{Am}/c \approx 3.3356 \times 10^{-10}\, \mathrm{C}$

dove $c \$ la velocità della luce nel vuoto.

Nel sistema elettrostatico cgs, la carica elettrica è una grandezza fondamentale definita attraverso la forza elettrostatica; nel sistema SI, la grandezza fondamentale è la corrente elettrica definita attraverso la forza elettromagnetica mentre la carica elettrica è una grandezza derivata. Il sistema elettrostatico deriva la carica elettrica dalla legge di Coulomb e considera la permittività come una quantità adimensionale il cui valore nel vuoto è 1/(4π). Inoltre l'uso della permeabilità del vuoto, $\mu_0 \,\!$ , è evitato, con la conseguenza che la velocità della luce compare esplicitamente in alcune relazioni.

Lo statcoulomb è definito nel modo seguente: se due oggetti ognuno con carica 1 statC sono alla distanza di 1 cm, si respringeranno reciprocamente con una forza di 1 dina. Come risultato, nel sistema cgs elettrostatico, la legge di Coulomb che descrive la forza F tra due cariche q₁ e q₂ alla distanza r si scrive nella semplice maniera:

$F=\frac{q_1q_2}{r^2}$

Si noti che perché la legge di Coulomb funzioni usando il sistema cgs elettrostatico, la dimensione della carica elettrica deve essere [massa]^1/2 [lunghezza]^3/2 [tempo]^-1. Questa è diffente dalla dimensione del coulomb che non è adimensionale.

Nelle unità SI, la costante di proporzionalità $k=\frac{1}{4\pi \epsilon_0}$ (dove $\epsilon_0 \$ è la permittività del vuoto) deve essere usata nelle formule. Alcune leggi dell'elettromagnetismo diventano anche più semplici quando tutte le quantità sono espresse in unità del cgs elettrostatico; questa è la principale ragione per cui il sistema di unità cgs è usato dalla fisica (soprattutto teorica) e dall'ingegneria elettrica. Lo svantaggio principale di questo approccio è che altri due insiemi di unità cgs e di equazioni sono definite, il sistema elettromagnetico e simmetrico (l'ultimo sistema mischia i primi due). Le equazioni in tutti i tre sistemi sono usualmente scritte nella forma non-razionalizzata, così chiamata perché i fattori 2π o 4π a volte appaiono in posti inaspettati (in situazioni che non riguardano simmetrie circolari o sferiche, rispettivamente). È possibile, anche se poco usato, scrivere ogni insieme di equazioni nella forma razionalizzata.