Fenomeni di elettrostatica

1. TITOLO: Linee di campo elettrico.
SCOPO: Studiare la distribuzione e il comportamento di un campo elettrico.
Esperienza a) STRUMENTI: - Macchina di Wimshurst - Due ciuffi di filo
DESCRIZIONE: Collegando i due ciuffi di filo ai due elettrodi della macchina di Wimshurt, si ottiene
l’effetto di caricarli uno positivamente e l’altro negativamente; in questa condizione i due ciuffi si
attireranno (Fig. 1).
Fig. 1 – Macchina di Wimshurst – Ciuffi con cariche opposte
Se si collegano due ciuffi allo stesso elettrodo, si ottiene l’effetto di caricarli con lo stesso segno; in
questa condizione i due ciuffi si respingeranno (Fig. 2).
Fig. 2 – Macchina di Wimshurst – Ciuffi con cariche uguali
Esperienza b) STRUMENTI: - Due magneti - Un foglio di carta - Limatura di ferro
DESCRIZIONE: Si dispongono prima di tutto i due magneti in modo che i due poli siano opposti, a
questo punto, dopo aver coperto le due calamite con un foglio di carta, la limatura di ferro, sparsa
casualmente, tenderà, oltre a posizionarsi alle estremità dei magneti, ad avvicinarsi a quella
dell’altro polo, creando visivamente linee di campo elettrico. (Fig. 3)
Fig. 3 – calamite con laminatura e cariche opposte.
Posizionando al contrario i due magneti in modo che i poli siano uguali, la limatura di ferro tenderà
ad allontanarsi da quella dell’altro polo. (Fig. 4)
Fig. 4 – calamite con laminatura e cariche omologhe.
Esperienza c) STRUMENTI: - Contenitore con acqua, olio e semi di lino - Cavetti – Macchina di
Wimshurst
DESCRIZIONE: Collegando i cavetti ai due elettrodi e inserendoli sulla superficie del liquido, i semi
di lino si disporranno lungo le linee di campo a causa delle cariche opposte. (Fig. 5)
Fig. 5 – semi di lino con cariche opposte.
Al contrario, collegando i cavetti a un solo polo, quindi utilizzando la stessa carica, i semi di lino si
allontaneranno (Fig. 6)
Fig. 6 – linee di forza con cariche uguali.
CONCLUSIONE: Si è verificato che le linee di campo elettrico si dispongono in base alla polarità delle
cariche, anche se, per quanto riguarda l’esperienza dei magneti, ci si trova di fronte a un campo
magnetico, non elettrico.
2. TITOLO: Trasferimento del potenziale elettrico.
SCOPO: Verificare che la carica può essere trasferita tra due corpi conduttori tramite un terzo
elemento.
STRUMENTI: - Bottiglia di Leida – Elettroscopio – Macchina di Wimshurst
DESCRIZIONE: Dopo aver caricato la macchina di Wimshurst è possibile trasferire la sua carica
all’elettroscopio grazie alla bottiglia di Leida, primo condensatore della storia, costituito da un
cilindro metallico, un bicchiere di materiale isolante e un altro bicchiere di metallo; a contatto con
l’elettroscopio, le foglioline si alzeranno. (Fig. 7)
Fig. 7 – trasferimento cariche
CONCLUSIONE: si è verificato che sia possibile trasferire una carica elettrica da un corpo all’altro.
3. TITOLO: Distribuzione delle cariche sulle superfici dei conduttori.
SCOPO: verificare che le cariche si possano distribuire sulla superficie di un conduttore.
Esperienza a) STRUMENTI: - Sfera metallica – Elettroscopio – Macchina di Wimshurst – Coppette
metalicche
DESCRIZIONE: Si carica la sfera metallica tramite la macchina di Wimshurst, quindi, se si strofinano
velocemente le due coppette sulla superficie della sfera, scaricandola (Fig.8), si potrà notare che, a
contatto con l’elettroscopio, le foglioline di quest’ultimo non reagiranno, restando ferme, al
contrario di quanto sarebbe successo con la sfera carica (Fig. 9)
Fig. 8 – distribuzione della carica sulla superficie delle coppette
Fig. 9 – Assenza movimento su foglioline
Esperienza b) STRUMENTI: - 2 elettroscopi – Gabbia di Faraday – Bacchetta di plexiglass caricata
precedentemente per strofinio
DESCRIZIONE: Si inserisce un elettroscopio all’interno della gabbia di Faraday, quindi si procede
facendo alzare le foglioline del secondo elettroscopio per contatto con la bacchetta di plexiglass
precedentemente caricata (Fig 10); quando si proverà a far alzare le foglioline di quello rinchiuso
sempre per contatto, sia con la bacchetta che con l’altro elettroscopio caricato, queste ultime
resteranno ferme (Fig. 11).
Fig. 10 – Plexiglass carico con movimento foglioline
Fig. 11 – Plexiglass su gabbia di Faraday senza movimento foglioline
CONCLUSIONE: Si è verificato che le lamine non reagiscono poiché sia le coppette sia la gabbia di
Faraday fanno sì che, in quanto conduttori, le cariche si distribuiscano sulla loro superficie.
Bibliografia:
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Fig 1-4,7-11: Disegnate con tavoletta grafica da Imbriani Dora
Fig 5: lavorincorso-museoscienza.blogspot.com
Fig 6: Fisica 3L: Il campo Elettrico. Fisi2lmariotti.blogspot.com