Conduttori - Fisica 2

CONDUTTORI

I conduttori sono particolari materiali caratterizzati dal fatto che al loro interno sono verificaste delle particolari condizioni per cui è possibile il moto di alcune cariche. Nei conduttori di nostro interesse, ossia nei metalli, in ogni atomo si hanno uno o più elettroni che sono separati dal resto dell'atomo e sono quindi "liberi di muoversi".

Se consideriamo un conduttore neutro (ossia con lo stesso numero di cariche positive e negative) in esso vi saranno degli elettroni liberi di muoversi.

Se applichiamo un campo elettrico E₀ esterno, le cariche saranno soggette ad una forza F diretta nel verso opposto al campo che le farà muovere in verso opposto al campo. Dopo un breve lasso di tempo le cariche negative si troveranno addensati su una delle superfici del conduttore, formando quindi un accumulo di cariche negative a sinistra del conduttore, e di conseguenza (dal momento che q_tot = 0) un accumulo di cariche positive a destra del conduttore.

Ecco che con questa configurazione si raggiunge una situazione di equilibrio in cui le cariche non possono più muoversi. Questo perché all'interno del conduttore si crea un nuovo campo E_indotto dovuto alla disposizione delle cariche, tale da bilanciare perfettamente il campo E_o esterno.

Infatti si ha che:

E_o + E_indotto = 0 (ossia sono uno l'opposto dell'altro)

OSS Il fenomeno per cui le cariche elettriche negative si spostano in direzione opposta al campo elettrico viene detto INDUZIONE ELETTROSTATICA

CONDUTTORI

I conduttori sono particolari materiali contraddistinti dal fatto che al loro interno sono verificaste delle particolari condizioni per cui è possibile il moto di alcune cariche. Nei conduttori di nostro interesse, cioè nei METALLI, in ogni atomo si hanno uno o più elettroni che sono separati dal resto dell'atomo e sono quindi "liberi di muoversi".

Se consideriamo un conduttore neutro (ossia con lo stesso numero di cariche positive e negative) in esso vi saranno degli elettroni liberi di muoversi.

Se applichiamo un campo elettrico E₀ esterno, le cariche saranno soggette ad una forza F diretta nel verso opposto al campo che le farà muovere in verso opposto al campo.

Dopo un breve lasso di tempo

le cariche negative si troveranno addossate su una delle superfici del conduttore, formando quindi un accumulo di cariche negative a sinistra del conduttore e di conseguenza sul momento di q _tot = 0 in accumulo di cariche positive a destra del conduttore.

Ecco che con questa configurazione si raggiunge una situazione di equilibrio in cui le cariche non possono più muoversi. Questo perché all'interno del conduttore si crea un nuovo campo E_indotto dovuto alla disposizione delle cariche, tale da bilanciare perfettamente il campo E₀ esterno.

Infatti si ha che

E₀ + E_indotto = 0 (ossia sono uno l'opposto dell'altro)

OSS Il fenomeno per cui le cariche elettriche negative si spostano in direzione opposta al campo elettrico viene detto INDUZIONE ELETTROSTATICA

In fatti se calcoliamo il CAMPO ELETTRICO ALL'INTERNO DEL CONDUTTORE deve risultare E = 0

Verifichiamo applicando la legge di Gauss, cioè consideriamo una superficie Σ interna al conduttore e

calcoliamo l'integrale di superficie

dove Q_Σ = 0

poiché le cariche si trovano tutte sulla superficie

Quindi

all'interno del conduttore

PROPRIETA' DEI CONDUTTORI

1. poiché le cariche si accumulano sulle superfici esterne
2. Potenziale è ovunque COSTANTEInfatti sappiamo che Siccome Siccome rap