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Induzione elettrostatica




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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.


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