Energia potenziale elettrica: il lavoro nel campo elettrico;
energia potenziale elettrica nel campo di una carica puntiforme; la
conservazione dell’energia nel campo elettrico; d.d.p; la
circuitazione del campo elettrico; superfici equipotenziali; il
potenziale elettrico nei conduttori.
Il lavoro di un campo elettrico
Il lavoro compiuto dalla forza di gravità per spostare un
corpo da un punto A ad un punto B, ad una determinata
altezza, è L=mgs. Anche la forza elettrica compie un
lavoro che è L = qEs.
Il campo elettrico di una carica
puntiforme
Il campo elettrico più semplice è quello generato da una singola carica
puntiforme Q. Per la legge di Coulomb, il valore della forza elettrica
tra questa carica Q e la carica di prova q⁺, quando si trovano nel
vuoto a distanza r, è:
U= qQ
4 π έₒ r
e rappresenta il lavoro che la forza elettrica compie quando la carica di
prova q⁺ si sposta da un punto A fino all’infinito lungo qualsiasi
traiettoria.
U= qQ +c
4 π έₒ r
Il Potenziale Elettrico
Considerati, in un campo elettrico, due punti qualsiasi A e B in cui
l’energia potenziale della carica di prova assuma rispettivamente i
valori Ua e Ub indichiamo con Va il potenziale in A e Vb il potenziale in B,
si arriva alla formula della differenza di potenziale (d.d.p):
Va – Vb = L/Q
1V= 1J/C
La circuitazione del campo elettrico
A
A ==BB
Supponiamo che una carica di prova si muova
in un campo elettrico percorrendo una
traiettoria chiusa; il punto iniziale A del
cammino coincide con il punto finale B, per
cui l’energia potenziale U della carica è
nulla.
La circuitazione del campo elettrico è nulla, qualunque sia il
cammino orientato lungo il quale essa è calcolata. Questa
proprietà esprime in modo matematico il fatto che il campo
elettrico è conservativo.
Le superfici equipotenziali
Si definisce superficie equipotenziale, quella zona dei punti dello
spazio avente lo stesso potenziale elettrico.
Vf =Vi ⇒ −L = q ∆V = 0
Campo di una carica puntiforme.
Campo di due cariche puntiformi opposte.
Il potenziale elettrico dei conduttori
La superficie che delimita un conduttore, è una superficie
equipotenziale; inoltre, dato che le linee di campo e le superfici
equipotenziali sono perpendicolari tra di loro, il conduttore stesso si
dice equipotenziale.
Il potere dispersivo delle punte
Cosa accade se vicino ad un conduttore P carico positivamente
poniamo un conduttore C allo stato neutro?
Supponiamo adesso che C sia carico positivamente, e che P sia
inizialmente neutro…
I condensatori e la capacità
Si definisce capacità di un conduttore, la costante che deriva dal
rapporto tra la carica e il potenziale, e che dipende dalla sua forma.
𝐶=
𝑄
𝑉
In particolare, due conduttori posti a distanza ravvicinata, compongono un
condensatore.
La capacità di un condensatore è:
𝐶=
𝑄
Δ𝑉
Esistono vari tipi di condensatori, che
dipendono dalla forma delle
armature, che possono essere piane,
cilindriche, sferiche, ecc., si hanno
rispettivamente conduttori piani,
cilindrici e sferici.
Due o più condensatori, possono essere collegati fra loro. Il sistema
ottenuto, ha una capacità che dipende dalla capacità dei singoli
condensatori e dal tipo di collegamento effettuato.
La capacità equivalente è uguale alla somma delle
capacità dei singoli condensatori.
La capacità equivalente è minore
rispetto alle capacità dei singoli
condensatori.
