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Sistemi di conduttori e campo elettrostatico 1) Campo elettrico interno ad un conduttore e potenziale : In elettrostatica il campo elettrico interno ad un conduttore deve essere nullo altrimenti le cariche si muoverebbero, il potenziale del resto essendo legato al campo dalla E= - grad V non può che essere costante.
2) Campo elettrostatico in prossimità di un conduttore : Sfruttando la conservatività di E applicata ad un circuito chiuso si trova che la componente tangente di E si conserva, per cui se il campo E interno al conduttore deve essere 0, lo sarà anche la componente tangente di E esternamente al conduttore pertanto E risulta essere ortogonale alla superficie del conduttore.
3) Lavoro di estrazione : Si tratta del lavoro necessario per portare una carica di prova da una posizione interna ad una posizione esterna ma prossima al conduttore.
4) Teorema di Coulomb : In un punto prossimo ad un conduttore il campo elettrico ha modulo pari a ed è diretto secondo la normale uscente se s > 0 e secondo la normale entrante se s < 0 . Il teorema si ottiene applicando Gauss ad un cilindretto posto sulla superficie di separazione tra un conduttore ed il vuoto.
5) Descrivere il fenomeno della induzione completa : Il campo elettrico interno ad un conduttore è 0, quindi per Gauss il flusso deve esser 0 quindi le cariche interne ad una linea chiusa debbono essere globalmente 0 ma se il conduttore è cavo e nella cavità c´è una carica, allora per mantenere la neutralità interna il conduttore dovrà esibire alla cavità la carica opposta.
6) Potere delle punte : La densità di carica è maggiore laddove il raggio di curvatura è più piccolo, in virtù del teorema di Coulomb questo accade anche per il campo elettrico.
7) Capacità di un conduttore ed unità di misura : È il rapporto tra la carica che viene fornita al conduttore e la differenza di potenziale che conseguentemente esso viene ad assumere. Si misura in Farad.
8) Relazioni tra tensioni, capacità e coefficienti di potenziale nel caso di 2 conduttori : essendo p21 il coefficiente di cui si innalza il potenziale della sfera 2 per effetto di un aumento della carica sulla sfera 1.
9) Condensatore elettrostatico e sua capacità : Un condensatore elettrostatico è un sistema costituito da due piastre metalliche affacciate in modo che su di esse si verifichi la induzione completa .
10) Capacità del condensatore sferico, cilindrico e piano : Si ottiene la AV come integrale di linea del campo tra R1 ed R2 . Il campo si ottiene applicando Gauss e la AV tramite l´integrale di linea tra R1 ed R2 . Si ottiene applicando il teorema di Coulomb
11) Energia elettrostatica di una distribuzione continua di carica : L´energia elettrostatica è il potenziale ad unità di carica quindi
12) Energia elettrostatica di un condensatore carico :
13) Densità di energia elettrostatica : da essa si ottiene l´energia elettrostatica integrando su tutto lo spazio
14) Equazione di Poisson : si ottiene combinando la con la
15) Problema generale della elettrostatica : Si intende il problema della determinazione del potenziale risolvendo la imponendo determinate condizioni al contorno.
16) Problema di Dirichlet : Sono noti i potenziali sulle superfici dei conduttori ed il potenziale all´infinito = 0 , inoltre non ci sono cariche localizzate, l´equazione si riduce alla da cui determinare i potenziali nello spazio circostante i conduttori.
17) Equazione di Laplace :
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