Energia elettrica in un campo uniforme
Un condensatore piano ha le armature di superficie 1 cm2, distanti 0,5 cm
e caricate con cariche opposte di 1 C in valore assoluto. Una carica positiva q = 0,2 C
è posta all'interno del condensatore piano a 3 mm dalla piastra negativa.
Calcola l'intensità del campo elettrico e l'energia potenziale elettrica della carica q
| Dati del problema | Richieste | ||
| Q = 10-6 C | carica sulle armature | E(x) | campo elettrico nel punto x |
| S = 1 cm2 = 10-4 m2 | superficie delle armature | U(q,x) | energia potenziale della carica q posta nel punto x |
| d = 0,5 cm = 5 10-3 m | distanza tra le armature | ||
| q = 0,2 10-6 C | carica all'interno del condensatore | ||
| x = 3 mm = 3 10-3 m | posizione di q rispetto alla piastra negativa |
L'intensità del campo elettrico nel condensatore si calcola (come conseguenza della legge di Gauss):
E = σ / ε0 = Q / (S ε0) = 1,13 109 N/C
Per determinare l'energia potenziale elettica della carica nel punto considerato, si può scegliere la posizione x=0 (cioè l'armatura negativa) come livello zero dell'energia potenziale. Con questa scelta si ha:
U(q, x) = q E x = 0,2 10-6 C 1,13 109 N/C 3 10-3 m = 0,678 J
Copyleft Ludovica Battista