Potenziale elettrico e Condensatori

Potenziale elettrico Elettrotecnica (Appunti Superiori) Natali Mattia Potenziale elettrico e Condensatori  Energia potenziale  ΔU = −W = q0 Ed con W = lavoro in un campo elettrico. (Confronta con campo gravitazionale ΔU = m·∙g·∙d).  Potenziale elettrico  ΔV =
 V=
ΔU −W
=
[V = J/C]. q0
q0
U
Volt. q0
 Campo elettrico ricavato dal potenziale elettrico E = −
ΔV
[V/m].Il campo elettrico dipende dalla Δs
rapidità di variazione del potenziale elettrico rispetto allo spostamento. Il potenziale elettrico diminuisce se ci muoviamo nella direzione del campo elettrico.  Il campo elettrico è sempre perpendicolare alle superfici equipotenziali (come le armature di un condensatore).  La forza elettrica è conservativa, la somma delle energie cinetica e potenziale di una carica elettrica deve rimanere la stessa per ogni coppia di punti. Essendo U = q0·∙V  1 2
1
mv A + qVA = mv B2 + qVB . 2
2
(Moto di una particella in un campo elettrico uniforme, ossia in un condensatore).  Le cariche positive accelerano nella direzione in cui diminuisce il potenziale elettrico.  Le cariche negative accelerano nella direzione in cui aumenta il potenziale elettrico.  Condensatore: strumento che immagazzina cariche elettriche. È costituito da due conduttori chiamati armature posti a una certa distanza. Quando le armature vengono collegate ad una batteria si caricano, una acquista una carica positiva, l’altra negativa.  Capacità: C =
Q
[Farad = C/V] Dove Q = valore assoluto delle cariche sull’armatura, V = valore V
assoluto della differenza di potenziale.  La sua capacità dipende dalla distanza e dall’area tra le due armature: Se per Gauss Φ =
q
Q
e Φ = EAcos α segue che E =
. ε0 ε0 A
La differenza di potenziale  ∆V= –E·∙∆s. La capacità  C =
ε0 A
. d
 Il condensatore genera un campo elettrico uniforme.  Dielettrico: è un materiale isolante che in un condensatore riduce il campo elettrico, ciò comporta una differenza di potenziale ridotta tra le armature (poiché V=E·∙d). Diminuendo il potenziale aumenta la capacità (poiché C =
Q
). V
 La circuitazione di un campo elettrico è 0 (poiché W = 0, V = 0 e quindi anche E = 0). ∫ E ⋅ dS = 0 γ
1