Linee di campo
Che cosa sono le linee di campo elettrico?
Vuoi sapere che cosa sono le linee di campo?
Vuoi sapere come interpretare le linee di campo?
Se si continua con la lettura dell'articolo. In questa pagina del sito vedremo infatti che cosa sono le linee di campo.
È possibile rappresentare il campo elettrico generato da una o più cariche elettriche mediante delle linee immaginarie che servono a visualizzare il campo stesso.
Ogni punto delle linee di campo determina univocamente direzione e verso del campo elettrico in quel punto stesso.
Proprietà delle linee di campo
Le linee di campo godono di ben precise proprietà:
- in ogni punto dello spazio in cui non sono presenti cariche passa una ed una sola linea di campo: dunque le linee di campo non possono mai intersecarsi (altrimenti il campo elettrico non avrebbe unica direzione bensì due direzioni contemporaneamente e non sarebbe univocamente determinato);
- le linee di campo del campo elettrico risultano tangenti in ogni loro punto al vettore campo elettrico;
- la densità spaziale delle linee di campo è direttamente proporzionale all'intensità del campo stesso.
Linee di campo per cariche puntiformi
Per le cariche puntiformi le linee di campo sono delle rette che radialmente (ovvero lungo i raggi che partono dalla carica) escono o entrano nella carica.
In particolare per le cariche positive le linee di campo saranno radiali uscenti dalla carica verso l'infinito mentre per le cariche negative esse saranno radiali entranti:
Come si può notare dalla figura, le linee di campo risultano più dense vicino alla carica rispetto che allontanandosi da esse.
Questo denota che il campo risulta essere più intenso in prossimità della carica e meno intenso man mano che ci si allontana, così come già sappiamo infatti il campo elettrico generato da una carica puntiforme è inversamente proporzionale al quadrato della distanza da cui si ci pone rispetto alla carica stessa.
Il campo generato da due cariche puntiformi
Esaminiamo il caso di due cariche puntiformi uguali poste ad una certa distanza tra di loro.
Il campo elettrico in ogni punto dello spazio è dato dalla somma vettoriale dei singoli campi che ogni carica genera il quel punto (principio di sovrapposizione):
Erisultante = E1 + E2
Se le cariche sono uguali ma di segno opposto le linee si modificano nella zona posta tra le cariche stesse esse si infittiscono, il campo diventa più intenso, e partendo dalla carica positiva terminano sulla carica negativa.
Nelle zone laterali invece le linee continuano a provenire o andare verso l'infinito:
Nel caso invece di due cariche uguali ma dello stesso segno, nella zona compresa tra le cariche i campi si indeboliscono dunque le linee diventano meno fitte ed in certi punti è nullo in quanto i versi dei campi sono opposti:
Analogo il diagramma delle linee di campo di due cariche uguali e negative poste ad una certa distanza. L'unica differenza è che in questo caso le linee sono entranti.
Se invece consideriamo un dipolo elettrico, ovvero un insieme di due cariche che non sono uguali ma di diverso valore assoluto allora le linee di campo si modificheranno diversamente.
In particolare quando le cariche non sono uguali in valore assoluto ma di segno opposto una possibile visualizzazione delle linee di campo potrebbe essere la seguente:
Come vediamo in figura la carica elettrica positiva colorata in giallo ha valore assoluto maggiore rispetto a quella negativa colorata di blu. Lo si evince dal fatto che le linee di campo attorno alla carica positiva risultano essere più fitte rispetto a quelle presenti attorno alla carica negativa a parità di distanza da esse. Per cui il campo è più intenso attorno alla carica positiva che attorno a quella negativa.
E poiché il campo è direttamente proporzionale alla carica che l'ha generato questo vuol dire che la carica positiva è maggiore di quella negativa in modulo.
Campo uniforme
Un campo elettrico si dice uniforme quando assume lo stesso valore in tutti i punti dello spazio indipendentemente dalla distanza dalla sorgente del campo a cui si ci pone. È il caso ad esempio di una superficie piana infinita ed uniformemente carica o al campo che sei crea tra le armature di un condensatore.
Per rappresentare un campo elettrico uniforme si utilizzano linee di campo parallele tra di loro.
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