G. Pugliese, corso di Fisica Generale 1 I conduttori Conduttori materiali solidi, liquidi o gassosi...
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G. Pugliese, corso di Fisica Generale
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I conduttori
Conduttori materiali solidi, liquidi o gassosi in cui sono presenti cariche che possono muoversi liberamente (cariche mobili) Conduttori solidi metalli, in cui le cariche mobili sono elettroni
Proprietà1. Eint = 0 elettrostatica: le cariche sono fisse, se Eint. ≠ 0
F = qEint moto di cariche
2. qint = 0
(T. di Gauss)
3. In un conduttore carico, l’eccesso di carica può stare solo
sulla superficie.
0int0
int2
1
SdEP
P
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I conduttori
4. Il potenziale V è costante in ogni punto del
conduttore:
5. La superficie di un conduttore è una superficie
equipotenziale.
021
21 02
1
PVPVPV
ldEPVPVP
P
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6. Il campo in un punto esterno molto
vicino al conduttore è ortogonale alla
superficie del conduttore.
7. Ed è pari a:
I conduttori
n
G
uE
SqSESdE
0
00
int
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Conduttore cavo: schermo elettrostatico
S superficie chiusa che racchiude la cavità
00 int0
int qq
SdES
Linee di forza uscenti dalle cariche + entranti nelle -
0121
CCC
ldEldEldEldE
E è conservativo!!
Sulla superficie interna di una cavità non possono esserci cariche ed il campo deve essere nullo.
Sulla superficie interna di una cavità non possono esserci cariche ed il campo deve essere nullo.
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Conduttore cavo: schermo elettrostatico
Introduciamo nella cavità di un conduttore scarico un conduttore di carica +q. All’equilibrio:
00
int S
qSdE
-q carica indotta sulla superficie interna della cavità
+q carica sullla superficie esterna del conduttore Il campo E all’interno della cavità dipende
sia dalla forma che dalla posizione e dal valore della carica introdotta.
Non dipende dalla variazione della distribuzione di carica sulla superficie esterna o dalla presenza di campi elettrici esterni
Il campo E all’interno della cavità dipende sia dalla forma che dalla posizione e dal valore della carica introdotta.
Non dipende dalla variazione della distribuzione di carica sulla superficie esterna o dalla presenza di campi elettrici esterni
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La distribuzione della carica sulla superficie esterna non dipende dalla posizione di q e dalla forma. Dipende dalla forma della superficie esterna. Al limite toccando C1 alla superficie interna: all’esterno non cambia nulla.
La distribuzione della carica sulla superficie esterna non dipende dalla posizione di q e dalla forma. Dipende dalla forma della superficie esterna. Al limite toccando C1 alla superficie interna: all’esterno non cambia nulla.
Conduttore cavo = schermo elettrostatico tra spazio esterno e spazio interno.
Lo spostamento di cariche entro la cavità non modifica il campo elettrico esterno, lo spostamento di cariche all’esterno non modifica il campo nella cavità.
Conduttore cavo: schermo elettrostatico
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Applicazione
Un conduttore sferico di raggio R1 è al centro di un conduttore sferico cavo di raggio interno R2 ed esterno R3. Una carica q è depositata sul conduttore interno. Calcolare E e V in funzione di r.
0E e 321
RrRRr
rurRrR
2
0S 021 4
qE
qSdE
rurRr
2
0S 03 4
qE
qSdE
G. Pugliese, corso di Fisica Generale Facoltà di Ingegneria, Foggia
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Applicazione
Il potenziale:
BA
B
A
RR
drr
Rr
11
4
qV-V
4
qV-V
0BA
20
BA3
r
1
4
qrV
0
30
33
1
4
qV Rr
RR
30332
1
4
qcostV RrR
R
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B
BA
B
A
Rr
RRdr
rRrR
11
4
qVrV
11
4
q
4
qV-V
0B
02
0BA21
B
B
RRR
RRRR
11
4
q1
4
qV
1
4
q11
4
qVV
2030B
3020B2
230
111
4
qrV
RRr
231011
111
4
qRV Rr
RRR
Applicazione