Equilibrio elettrostatico
Salve, mi stò dilettando nello studio della fisica II e mi è sorto un dubbio.
Secondo quanto ho capito, in un conduttore immerso in un campo elettrico, la separazione delle cariche interne induce un campo elettrico che si oppone a quello esterno, e che cresce fino ad eguagliarlo; ciò porta all'equilibrio elettrostatico che annulla il campo all'interno dell'oggetto.
Mi chiedo, è possibile che il campo indotto non sia sufficiente ad equagliare il campo esterno? Se no (come penso che sia) perché?
Secondo quanto ho capito, in un conduttore immerso in un campo elettrico, la separazione delle cariche interne induce un campo elettrico che si oppone a quello esterno, e che cresce fino ad eguagliarlo; ciò porta all'equilibrio elettrostatico che annulla il campo all'interno dell'oggetto.
Mi chiedo, è possibile che il campo indotto non sia sufficiente ad equagliare il campo esterno? Se no (come penso che sia) perché?
Risposte
"FedericoC":
Mi chiedo, è possibile che il campo indotto non sia sufficiente ad equagliare il campo esterno?
In un conduttore ideale (o perfetto) no, visto che per definizione contiene un numero illimitato di cariche libere; per un conduttore reale teoricamente si, visto che ne contiene un numero limitato, ma praticamente no, visto che il numero di cariche libere è ancora talmente alto che il campo esterno dovrebbe assumere valori praticamente irrealizzabili e tali da produrre altri "effetti secondari" prima della "saturazione".
Prova per esempio a stimare di che ordine di grandezza dovrebbe essere il campo elettrico esterno ad un cubo di rame per fargli "esaurire" gli elettroni disponibili per annullarlo.
"RenzoDF":
tali da produrre altri "effetti secondari" prima della "saturazione".
Una curiosità: uno di questi effetti potrebbe essere il fatto che il campo elettrico esterno superi la rigidità dielettrica del mezzo in cui è immerso il conduttore?
Certo, ma nel vuoto spinto?
Hai anticipato la mia curiosità successiva 
In effetti volevo arrivare a capire come potesse funzionare la situazione nel vuoto.
Ho appena trovato un esempio sul mio libro che dovrebbe contenere la risposta.
L'esempio considera un condensatore tra le cui armature è stato fatto il vuoto, e afferma che, sebbene la rigidità dielettrica del vuoto perfetto sia infinita (e quindi comunque spaventosamente alta nel caso del vuoto "imperfetto"), nel momento in cui il campo elettrico tra le armature supera una certa intensità, gli elettroni vengono strappati "di forza bruta" passando dall'armatura a potenziale minore a quella a potenziale maggiore.
Quindi, nel caso proposto da FedericoC, (supponendo che il campo esterno sia generato da un altro conduttore carico)
la scarica di elettroni dovrebbe avere l'effetto di "riequilibrare" la differenza di potenziale non appena il campo elettrico supera un certa soglia (riducendo così l'intensità di quest'ultimo). Corretto?
In effetti volevo arrivare a capire come potesse funzionare la situazione nel vuoto.
Ho appena trovato un esempio sul mio libro che dovrebbe contenere la risposta.
L'esempio considera un condensatore tra le cui armature è stato fatto il vuoto, e afferma che, sebbene la rigidità dielettrica del vuoto perfetto sia infinita (e quindi comunque spaventosamente alta nel caso del vuoto "imperfetto"), nel momento in cui il campo elettrico tra le armature supera una certa intensità, gli elettroni vengono strappati "di forza bruta" passando dall'armatura a potenziale minore a quella a potenziale maggiore.
Quindi, nel caso proposto da FedericoC, (supponendo che il campo esterno sia generato da un altro conduttore carico)
la scarica di elettroni dovrebbe avere l'effetto di "riequilibrare" la differenza di potenziale non appena il campo elettrico supera un certa soglia (riducendo così l'intensità di quest'ultimo). Corretto?
"v3ct0r":
... nel momento in cui il campo elettrico tra le armature supera una certa intensità, gli elettroni vengono strappati "di forza bruta"
Più che "strappare" direi "liberare", ovvero il forte campo elettrico superficiale andrà ad abbassare la barriera di potenziale presente alla superficie del conduttore, in modo da permettere la fuoriuscita degli elettroni dal metallo; è un po' come abbassare il bordo di una vasca da bagno per far uscire l'acqua
... se poi questo campo esterno è particolarmente intenso, a questa fuoriuscita per "abbassamento" si va ad aggiungere il contributo della fuoriuscita per "attraversamento", allorché la barriera di potenziale diventa particolarmente sottile."v3ct0r":
...Quindi, nel caso proposto da FedericoC, ... la scarica di elettroni dovrebbe avere l'effetto di "riequilibrare" la differenza di potenziale non appena il campo elettrico supera un certa soglia (riducendo così l'intensità di quest'ultimo). Corretto?
Si.
Capito Grazie!
Grazie!
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo