INDUZIONE ELETTROSTATICA
I conduttori sono
caratterizzati dal fatto di contenere portatori di carica liberi di muoversi in
essi. Elettrizzando un conduttore la carica elettrica che acquista non resta
nel punto dove è stata prodotta, ma si muove fino a raggiungere uno stato di
equilibrio. Un conduttore è carico negativamente quando sul suo strato
superficiale vi è un eccesso di elettroni rispetto a quanti ve ne sono quando è
elettricamente neutro; se invece è carico positivamente, nello strato
superficiale vi è una deficienza di elettroni rispetto a quanti ve ne sono
quando è neutro.
Nel momento in cui si è
raggiunto l'equilibrio elettrostatico, ossia quando tutte le cariche sono
ferme, il campo elettrico del conduttore è nullo; quindi è nulla anche la
differenza di potenziale tra due punti qualsiasi del conduttore e tutti i suoi
punti hanno lo stesso potenziale. La densità superficiale di carica s è il rapporto fra la quantità di elettricità Q
che si trova sulla superficie di area A e l'area A stessa: s= Q/A, nel caso di un conduttore isolato di forma sferica la carica Q si distribuisce
uniformemente sulla superficie, quindi s=Q/(4pr Se il conduttore non è sferico, la carica Q si distribuisce sulla
superficie con una densità non uniforme, e sarà maggiore nei punti in cui la
superficie è più curva e convessa verso l'esterno ed è minore nei punti in cui
la superficie è più curva e concava verso l'esterno. Nei conduttori a punta, si
raggiunge una curvatura grandissima, e sulla punta si addensa una gran quantità
di carica elettrica; di conseguenza, il campo elettrico all'esterno del
conduttore, vicino alla punta, ha un valore molto grande, ed è dato da E=4pk questo perché le linee di forza del campo
elettrico di un conduttore isolato sono perpendicolari alla superficie del
conduttore stesso. Se due conduttori vengono messi a contatto, la carica Q si
distribuisce sulla superficie di entrambi; raggiunto l'equilibrio tutti i punti
di entrambi i conduttori hanno l stesso potenziale, in pratica diventano un
conduttore unico.
Se si avvicina un corpo inducente,
ossia dotato di carica Q, ad un corpo indotto, ossia scarico, sulla superficie
di quest'ultimo nascono cariche dello stesso segno di Q nelle parti del
conduttore lontane dal corpo inducente, e cariche di segno opposto a Q nelle
parti del conduttore vicine al corpo inducente; siamo in presenza di una induzione
elettrostatica. Se viene allontanato il corpo inducente le cariche indotte
scompaiono. Queste cariche indotte sono dovute a spostamenti di portatori di
carica, sempre presenti in un conduttore, che si addensano sulla sua
superficie, in modo tale che in tutti i punti interni del conduttore indotto il
campo elettrico sia nullo.
La gabbia di Faraday è un
involucro di metallo, costituito talvolta da una semplice rete metallica, che
divide l'ambiente in due parti elettricamente separate: lo spazio esterno e
quello interno all'involucro.
[ Picolo appunti ]
