Fondamenti di Elettrostatica: Campo Elettrico e Condensatori

Il Campo Elettrico e le Linee di Forza

Il campo elettrico è l’azione che una carica elettrica esercita nello spazio circostante. Rappresenta la regione di spazio in cui una carica elettrica esercita la sua influenza elettrica su altre cariche. Le linee di forza sono linee in ogni punto tangenti alla direzione del campo e godono delle seguenti proprietà:

• In ogni punto del campo ne passa una sola;
• Escono dalle cariche positive ed entrano in quelle negative;
• Pur essendo infinite, se ne disegna un numero limitato secondo la convenzione in base alla quale la loro densità deve essere proporzionale all’intensità del campo.

Energia Potenziale e Differenza di Potenziale

L’energia potenziale elettrica è una forma di energia che una carica possiede in conseguenza della posizione che occupa all’interno di un campo elettrico.

La differenza di potenziale (d.d.p.) o tensione fra A e B è il rapporto tra il lavoro necessario per portare una carica q da A a B e la carica stessa.

I Condensatori Piani e la Capacità

I condensatori piani sono costituiti da due armature piane e parallele, di uguale sezione S a distanza d, fra le quali viene interposto un materiale isolante (dielettrico). Quando sulle armature del condensatore la quantità di carica accumulata aumenta, si osserva che la d.d.p. tra di esse cresce proporzionalmente.

La capacità è la quantità di carica che si accumula in un condensatore a seconda della differenza di potenziale a cui viene sottoposto.

Distribuzione delle Cariche e Metodi di Elettrizzazione

Distribuzione delle cariche su un conduttore

In un conduttore in equilibrio elettrostatico le cariche elettriche (in particolare gli elettroni liberi) si distribuiscono solo sulla superficie esterna. All'interno del conduttore il campo elettrico è nullo. Le cariche si dispongono il più lontano possibile tra loro, quindi tendono ad accumularsi nelle zone più appuntite o curve.

Modi per trasferire cariche (elettrizzazione)

• Strofinio: due materiali strofinati possono trasferirsi elettroni; uno si carica positivamente, l’altro negativamente.
• Contatto: un corpo carico tocca un corpo neutro, trasferendogli parte della sua carica.
• Induzione: un corpo carico avvicinato a un corpo neutro provoca una separazione interna delle cariche. Collegando poi il corpo neutro a terra, si ottiene una carica netta anche senza contatto diretto.