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C A P I T O L O 4
Conduttori. Dielettrici. Energia elettrostatica
Introduciamo parallelamente alle armature e senza toccarle una lastra condut-
trice di spessore
s
<
h
, figura 4.32b: si osserva che la differenza di potenziale tra le
armature diminuisce (come è messo in evidenza ad esempio dalla diminuzione
dell’angolo tra le foglie di un elettroscopio connesso in parallelo al condensatore
o da qualsiasi altro strumento elettrostatico che misura la differenza di poten-
ziale). Infatti sulle facce della lastra si formano, per induzione elettrostatica com-
pleta, due distribuzioni di densità
σ
0
con segno tale da annullare il campo all’in-
terno della lastra; all’esterno invece il campo resta invariato e pertanto
V
=
E
0
(
h
–
s
) <
V
0
,
indipendentemente dalla posizione della lastra. La presenza della carica indotta
sulle facce della lastra può essere messa in evidenza toccando una faccia con una
sferetta conduttrice di prova sostenuta da un manico isolante e portando la sfe-
retta a contatto con un elettroscopio; in tal modo si può anche verificare che sulle
due facce della lastra le cariche hanno segno opposto.
Ripetiamo l’esperimento con una lastra di materiale isolante, figura 4.33a, de-
finito nel paragrafo 1.1 come un materiale in cui la carica prodotta localmente per
strofinio non è libera di muoversi. La differenza di potenziale tra le armature di-
minuisce e l’effetto, a parità di spessore
s
, è
minore di quello rilevato con la lastra di
conduttore
. Un esame dello stato di carica delle facce dell’isolante, fatto con la sfe-
retta di prova,
non segnala la presenza di carica elettrica libera
. La differenza di poten-
ziale diminuisce linearmente all’aumentare dello spessore
s
della lastra, come di-
mostreremo nell’esempio 4.10 e assume il
valore minimo V
κ
quando tutto lo spazio
tra le armature è riempito da materiale isolante, figura 4.33b. Il contatto tra la la-
stra di isolante e le armature del condensatore non produce alcun effetto dal mo-
mento che sulle facce della lastra non si è formata carica libera.
_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+
++
+
++
_ _ _ _ _
h
σ
0
–
σ
0
+
σ
0
–
σ
0
–
σ
0
+
σ
0
s
E
0
(b)
(a)
Schema di un esperimento per lo studio delle proprietà elettriche dei mate-
riali conduttori.
Figura 4.32
+ + + + +
_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
+
++
+
++
+ + + + +
s
E
κ
(a)
(b)
Schema di un esperimento per lo studio delle proprietà elettriche
dei materiali isolanti.
Figura 4.33