Elettromagnetismo - Campo elettrico dato da due piastre parallele

_francesca.ricci
di _francesca.ricci
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Scopri come calcolare il campo elettrico generato da due piastre metalliche parallele, analizzando la differenza di potenziale e la forza elettrica su una carica. Approfondisci le linee di campo e le relazioni tra intensità e cariche coinvolte.

Concetti Chiave

  • Due piastre metalliche cariche creano un campo elettrico che consente il movimento delle cariche tra di esse.
  • La direzione del campo elettrico è perpendicolare alle piastre, con il verso da quella positiva a quella negativa.
  • L'intensità del campo elettrico è calcolata con la formula E = -ΔV/Δs, risultando in -2,4·10² m.
  • La forza elettrica sulla carica q è determinata dal prodotto dell'intensità del campo elettrico e della carica stessa.
  • Per una carica di 4,0·10⁻¹⁸ C, la forza elettrica risultante è di 9,6·10⁻¹⁶ N.

Quando due piastre metalliche (e quindi conduttrici) si trovano ad una certa distanza non nulla (e sono entrambe cariche), esiste anche un potenziale e quindi le cariche sono libere di muoversi da una piastra verso l'altra.
In questo appunto andremo a trattare un esercizio che contempla una situazione del genere, andando a calcolare differenti parametri.

Testo dell'esercizio

Tra due piastre metalliche poste alla distanza di
[math]10 cm[/math]
esiste una differenza di potenziale di
[math]24V[/math]
. In un punto equidistante dalle due piastre si trova una carica
[math]q = 4,0 \cdot 10^{-18} C [/math]
.
  • Disegna le linee del campo elettrico tra le due piastre e determina direzione e verso del campo elettrico;
  • Calcola l'intensità del campo elettrico fra le due piastre;
  • Calcola la forza elettrica che si esercita sulla carica
    [math]q[/math]
    .

Svolgimento dell'esercizio

Consideriamo due piastre metalliche poste l'una di fronte all'altra, una positiva e una negativa. Sappiamo che le linee di campo sono uscenti dalla carica positiva e entranti in quella negativa:
Uno schema delle linee di campo può essere quello in foto.campo_elettrico_uniforme

La direzione del campo elettrico è quindi perpendicolare alle due piastre, mentre il verso è uscente dalla piastra positiva e entrante in quella negativa.

L'intensità del campo elettrico fra le due piastre è data dalla formula

[math] E = - \frac{\Delta V}{\Delta s} \to E = - \frac{\Delta V}{\Delta s} = - \frac{24 V}{10 \cdot 10^{-2} m} = - 2,4 \cdot 10^2 m [/math]

La forza elettrica che si esercita sulla carica

[math]q[/math]
è data dal prodotto del campo elettrico per la carica:

[math] F = E \cdot q = 2,4 \cdot 10^2 m \cdot 4,0 \cdot 10^{-18} C = 9,6 \cdot 10^{-16} N [/math]

Domande da interrogazione

  1. Qual è la direzione e il verso del campo elettrico tra due piastre metalliche cariche?

    2. La direzione del campo elettrico è perpendicolare alle due piastre, con il verso che esce dalla piastra positiva e entra in quella negativa, come descritto nel testo.

  2. Come si calcola l'intensità del campo elettrico fra due piastre metalliche?

    3. L'intensità del campo elettrico si calcola utilizzando la formula \( E = - \frac{\Delta V}{\Delta s} \). Nel caso specifico, con una differenza di potenziale di 24V e una distanza di 10 cm, si ottiene \( E = -2,4 \cdot 10^2 \, m \).

  3. Qual è la forza elettrica esercitata su una carica posta tra due piastre metalliche?

    4. La forza elettrica sulla carica \( q \) è calcolata come il prodotto dell'intensità del campo elettrico e della carica stessa, risultando in \( F = 9,6 \cdot 10^{-16} \, N \) per la carica di \( 4,0 \cdot 10^{-18} C \).

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