Corrente in un filo

[dRic]

Ciao, sono alle prime armi con l'elettrodinamica e sto leggendo un libro introduttivo. Non ho ben capito una cosa che dovrebbe essere banale, menzionata nella primissima pagina di un capitolo. Ho due fili paralleli collegati a una batteria in modo tale che la corrente fluisca in uno e poi torni indietro dall'altro. Magicamente si respingono e quindi l'autore conclude che, essendo i fili elettricamente nulli, ci deve essere una nuova forza che non è stata contemplata prima. Non ho capito il perché si può affermare con certezza che i fili siano elettricamente nulli. Aggiunge poi che avvicinando una carica (elettrica) di prova a tali fili non si avverte nulla (nessuna forza). Potreste cercare di spiegarmi queste due cose per favore ?

Grazie in anticipo

[mgrau]

Non sono due cose, sono la stessa cosa. Ti sta dicendo che non ci sono cariche "nette" da nessuna parte del filo, ossia il filo è neutro (non "nullo") perchè le cariche scorrono nel filo, ma non si accumulano da nessuna parte. Questo si dimostra sperimentalmente vedendo che una carica elettrica di prova non risente di nessuna forza. Questo esclude la presenza di forze di tipo elettrostatico.
La "nuova" forza è qualcosa che agisce solo sulle cariche "in movimento".

[dRic]

"mgrau":
Ti sta dicendo che non ci sono cariche "nette" da nessuna parte del filo, ossia il filo è neutro (non "nullo") perchè le cariche scorrono nel filo, ma non si accumulano da nessuna parte.

Non riesco a capire questa cosa. Ho un filo neutro, applico una ddp e quindi delle cariche iniziano a fluire. Supponiamo pure di mantenere la ddp costante in qualche modo, come è possibile che non ci sia accumulo di carica da qualche parte ? Cioè, sono d'accordo che sono vengono introdotte nuove cariche allora la carica totale rimarrà nulla, ma come faccio a essere sicuro che le cariche non vadano a riarrangiarsi in qualche modo strano sui due fili ?

[mgrau]

"dRic":
Non riesco a capire questa cosa. Ho un filo neutro, applico una ddp e quindi delle cariche iniziano a fluire. Supponiamo pure di mantenere la ddp costante in qualche modo, come è possibile che non ci sia accumulo di carica da qualche parte ?

Una prima risposta sta nell'evidenza sperimentale che non ci sono forze elettrostatiche nei dintorni di un circuito percorso da corrente.
Non ti convince? Sono d'accordo con te... anch'io sarei scettico su un dato solo sperimentale.
Allora, altro argomento: hai dei caloriferi a casa? C'è dentro dell'acqua che circola? Pensi che ci sia bisogno che l'acqua si accumuli da qualche parte per circolare? Non pensi che basti una pompa?

[dRic]

Ho capito quello che vuoi dire, ma c'è una cosa che continua a non tornarmi. Prova a seguire questo ragionamento.

1) Ho un file conduttore neutro (un mari di elettroni vaga intorno ai vari nuclei, ma la carica è bilanciata e non c'è nessuna corrente risultante).

2) Applico una ddp agli estremi del filo

3) Alcuni elettroni si sposteranno verso un estremo del filo immagino, mentre i nuclei rimarranno fermi.

Questo non genera una ridistribuzione di carica ?

[axpgn]

Ma il generatore li prende e li riporta all'altro estremo (facendoli passare dal suo interno) se vogliamo continuare con quest'immagine.
mgrau te lo ha detto: cosa fa una pompa?

[dRic]

Ahhh... non ho idea di come sia fatto un generatore di corrente/potenziale.

Comunque non vorrei impuntarmi su particolari inutili, ma anche se così fosse le cariche non hanno bisogno di un certo tempo per circolare ? Ciò non genera dei "transitori" in cui ho accumulo di carica ?

[mgrau]

Perchè devi stare a pensare ai transitori? Non stiamo parlando di un regime stazionario, in cui la corrente circola tranquillamente? Non ci sono accumuli da nessuna parte.

[dRic]

Si, ma stavo pensando che la corrente non è un continuo, ma è un insieme di cariche "puntiformi". Tra una carica e l'altra c'è uno "spazio" quindi dopo che una suddetta carica è passata da un certo punto, intercorrerà un certo tempo prima che passi la seconda e quindi non dovrebbe esserci un intervallo di tempo in cui in quel punto le cariche non sono bilanciate ?

[mgrau]

"dRic":Si, ma stavo pensando che la corrente non è un continuo, ma è un insieme di cariche "puntiformi". Tra una carica e l'altra c'è uno "spazio" quindi dopo che una suddetta carica è passata da un certo punto, intercorrerà un certo tempo prima che passi la seconda e quindi non dovrebbe esserci un intervallo di tempo in cui in quel punto le cariche non sono bilanciate ?

Qui stai entrando nel delirio. Hai idea di quanti elettroni di conduzione ci sono per es. nel rame? Sono un numero dell'ordine di $10^23$ per centimetro cubo... Mi pare che la granularità si può trascurare, no?

[dRic]

Si si, so che è un commento maniacale. Solamente che, se vogliamo essere pignoli, allora non c'è un modo "teorico" per dimostrare che la forza di repulsione non è sicuramente elettrica. Alla fine la conferma è per forza sperimentale perché, per esempio, se la repulsione fosse data dalla granularità (che in questo caso è minuscola) i due fili dovrebbero risentire di una forza altrettanto minuscola e quindi sarebbe impossibile osservare che tendono ad allontanarsi. Quindi senza fare l' "esperimento" non potrei concludere nulla. Non so se hai capito il mio ragionamento ? Un po' maniacale lo so...