Un paio di esempi…….
Che cosa è una superficie equipotenziale? Quale relazione esiste tra superfici equipotenziali e vettore campo elettrico?
Una superficie equipotenziale è una superficie i cui punti sono tutti allo stesso potenziale elettrico. La differenza di potenziale tra
due punti qualunque di una superficie equipotenziale è quindi nulla. In un campo elettrico esistono infinite superfici equipotenziali,
corrispondenti agli infiniti valori che può assumere il potenziale elettrico. Il vettore campo elettrico è sempre perpendicolare, in ogni
punto, alla superficie equipotenziale. Se così non fosse il campo elettrico avrebbe una componente parallela alla superficie e quindi
metterebbe in movimento le cariche compiendo un lavoro diverso da zero. Ma il lavoro per spostare una carica tra due punti è
uguale al prodotto del valore della carica per la differenza di potenziale esistente tra i due punti, che, nell'ipotesi equipotenziale, è
uguale a zero. Ne segue che il lavoro deve essere uguale a zero e quindi il campo deve essere perpendicolare alla superficie
equipotenziale.
Come si definisce la differenza di potenziale elettrico?
Osserviamo in due istanti di tempo successivi (non necessariamente ravvicinati) la posizione di una carica di prova, che si trova in
una zona di spazio sede di campo elettrico: nel primo istante la troviamo in un punto A, nel secondo istante la troviamo in un punto
B, diverso da A. La carica può essere andata da A a B sotto l'azione del campo elettrico, e in questo caso ha aumentato la sua energia
cinetica, oppure potrebbe aver fatto il suo percorso grazie all'azione di una forza che ha agito contro le forze del campo, e in questo
secondo caso la carica avrebbe acquisito energia potenziale. Non importa quale percorso abbia fatto la carica: la variazione di
energia cinetica è pari alla variazione di energia potenziale e dipende dal lavoro compiuto dalla forza responsabile dello
spostamento da A a B. Se misuriamo questo lavoro e lo dividiamo per il valore della carica, abbiamo definito la differenza di
potenziale. In particolare se si considera il campo elettrico radiale generato da una carica Q e come punto B un punto molto
Q
“lontano” da A cioè un punto la cui distanza da A tende all’infinito, si definisce il potenziale nel punto A come VA = k . Completa tu
r
descrivendo cosa accade se il campo non è radiale ma uniforme come quello all’interno di un condensatore.
….. e ora prova tu
1.
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Dopo aver dato la definizione di circuitazione di un vettore lungo una linea, calcola la circuitazione del campo elettrostatico
lungo una linea chiusa.
Descrivi come può avvenire la connessione di più condensatori. Qual è la capacità equivalente nei vari casi?
Descrivi come viene immagazzinata l’energia in un condensatore. Scrivine l’espressione analitica e definisci tutte le grandezze
che compaiono in essa. In che modo varia l’energia al crescere del potenziale tra le armature?
Cosa si intende per corrente elettrica continua? Come viene definita la sua unità di misura nel Sistema Internazionale? Cos’è un
generatore di tensione e qual è il suo ruolo all’interno di un circuito?
Dopo aver dato la definizione di campo elettrico, dimostra che la direzione e il verso del campo elettrico in un punto dello
spazio non dipende dalla carica esploratrice posta in quel punto. Quali sono le unità di misura del campo elettrico?
Che cosa si intende con il termine flusso del campo elettrico? Fornire la definizione analitica, indicando il significato delle
grandezze presenti e la loro unità di misura.
Descrivi il campo elettrico generato da una distribuzione sferica omogenea di cariche.
