Potenziale  elettrico  e  Condensatori  

Potenziale  elettrico   Elettrotecnica  (Appunti  Superiori)   Natali  Mattia    

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Potenziale  elettrico  e  Condensatori  

 Energia  potenziale    ΔU = −W = q₀Ed  con  W  =  lavoro  in  un  campo  elettrico.  (Confronta  con  campo   gravitazionale  ΔU  =  m·∙g·∙d).  

 Potenziale  elettrico    ΔV = ΔU q₀ = −W

q₀  [V  =  J/C].  

 V =U

q₀  Volt.  

 Campo  elettrico  ricavato  dal  potenziale  elettrico  E

= − Δ

V

Δs

 [V/m].Il  campo  elettrico  dipende  dalla   rapidità  di  variazione  del  potenziale  elettrico  rispetto  allo  spostamento.  Il  potenziale  elettrico  

diminuisce  se  ci  muoviamo  nella  direzione  del  campo  elettrico.  

 Il  campo  elettrico  è  sempre  perpendicolare  alle  superfici  equipotenziali  (come  le  armature  di  un   condensatore).  

 La  forza  elettrica  è  conservativa,  la  somma  delle  energie  cinetica  e  potenziale  di  una  carica  elettrica   deve  rimanere  la  stessa  per  ogni  coppia  di  punti.  Essendo  U  =  q0·∙V    

1

2

mv_A²

+ qV

_A

= 1

2

mv_B²

+ qV

_B.   (Moto  di  una  particella  in  un  campo  elettrico  uniforme,  ossia  in  un  condensatore).  

 Le  cariche  positive  accelerano  nella  direzione  in  cui  diminuisce  il  potenziale  elettrico.  

 Le  cariche  negative  accelerano  nella  direzione  in  cui  aumenta  il  potenziale  elettrico.  

 

 Condensatore:  strumento  che  immagazzina  cariche  elettriche.  È  costituito  da  due  conduttori  chiamati   armature  posti  a  una  certa  distanza.  Quando  le  armature  vengono  collegate  ad  una  batteria  si  caricano,   una  acquista  una  carica  positiva,  l’altra  negativa.  

 Capacità:  C

=

Q

V  [Farad  =  C/V]  Dove  Q  =  valore  assoluto  delle  cariche  sull’armatura,  V  =  valore   assoluto  della  differenza  di  potenziale.    

 La  sua  capacità  dipende  dalla  distanza  e  dall’area  tra  le  due  armature:  

Se  per  Gauss  Φ = q

ε

0  

e  

Φ = EAcosα

 segue  che  E= Q

ε

0A^.   La  differenza  di  potenziale    ∆V=  –E·∙∆s.  La  capacità    C

= ε

⁰A

d ^.  

 Il  condensatore  genera  un  campo  elettrico  uniforme.  

 Dielettrico:  è  un  materiale  isolante  che  in  un  condensatore  riduce  il  campo  elettrico,  ciò  comporta  una   differenza  di  potenziale  ridotta  tra  le  armature  (poiché  V=E·∙d).  Diminuendo  il  potenziale  aumenta  la   capacità    (poiché  C

=

Q

V ^).  

 La  circuitazione  di  un  campo  elettrico  è  0  (poiché  W  =  0,  V  =  0  e  quindi  anche  E  =  0).  

E

⋅ dS = 0

∫

γ