Campi elettrici

Superfici equipotenziali

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All'interno di un campo elettrico E uniforme una carica positiva q si sposta di un tratto d Quale, tra le seguenti affermazioni è corretta?
  1. Il campo fa lavoro positivo nei due tratti
  2. Il campo fa un lavoro positivo nel primo tratto e e nullo nel secondo
  3. Il campo fa lavoro negativo nei due tratti
  4. Il campo fa un lavoro positivo nel primo tratto e negativo nel secondo

Nel primo tratto la carica positiva si muove in discesa nel verso delle linee del campo da un punto a potenziale maggiore verso un punto a potenziale minore. In questo tratto il campo fa un lavoro positivo eguale alla perdita di energia potenziale della carica. Nel secondo tratto lo spostamento è perpendicolare al campo ed alla forza elettrica e quindi il lavoro è nullo. Nella seconda parte del percorso la carica non varia la sua energia potenziale elettrica: tutti i punti del secondo tratto si trovano allo stesso potenziale.

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Il luogo di tutti i punti di un campo elettrico che hanno lo stesso valore del potenziale si dicono superfici equipotenziali.

Le superfici equipotenziali sono sempre perpendicolari alle linee di campo, con campi uniformi, con campi radiali e con qualsiasi altra configurazione: infatti se una carica si sposta perpendicolarmente alle linee di campo, il lavoro delle forze del campo è sempre nullo.

In un campo elettrico uniforme le superfici equipotenziali sono superfici piane parallele alle piastre, in un campo radiale le superfici equipotenziali saranno superfici sferiche concentriche. Il campo elettrico è sempre diretto dalle superfici a potenziale maggiore verso quelle a potenziale minore: il campo è più intenso dove la discesa verso il potenziale minore è più ripida: per esempio una intensità di campo di 1000 V/m significa che in 1 metro di percorso il potenziale scende di 1000 V.

Qui sotto sono rappresentate le linee di un campo elettrico creato da due cariche positive e una negativa e, accanto, le superfici equipotenziali dello stesso campo.

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