Elettromagnetismo - Campo elettrico dato da due piastre parallele

_francesca.ricci
di _francesca.ricci
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Erectus
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Calcolo del campo elettrico generato da due piastre metalliche parallele, data la differenza di potenziale tra di esse.

Concetti Chiave

  • Due piastre metalliche cariche, poste a una distanza di 10 cm, creano un differenza di potenziale di 24V.
  • Il campo elettrico tra le piastre è perpendicolare e va dalla piastra positiva a quella negativa.
  • L'intensità del campo elettrico tra le piastre è calcolata con la formula E = - ΔV/Δs, risultando in -240 V/m.
  • La forza elettrica sulla carica q è calcolata come prodotto del campo elettrico per la carica, risultando in 9,6 · 10^-16 N.
  • Le linee di campo elettrico sono uscenti dalla piastra positiva e entranti in quella negativa.

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 uscente dalla piastra positiva e entrante in quella negativa.

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

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

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