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Una serie di esperienze di carattere sistematico, come quelle condotte da Fara-
day nel 1831, mostra che il rapporto tra la differenza di potenziale
V
0
misurata con
il condensatore vuoto e la differenza di potenziale
V
κ
misurata con il condensatore
completamente riempito di isolante è sempre maggiore di 1 e dipende soltanto
dal tipo di materiale, ma non dalla carica sulle armature o dalle dimensioni e
forma delle stesse.
Le sostanze isolanti che hanno questa proprietà di ridurre la differenza di po-
tenziale tra le armature, e quindi il campo elettrico, si chiamano anche
sostanze die-
lettriche
o
dielettrici
e il rapporto adimensionale
V
0
κ
= –– > 1
(4.23)
V
κ
è detto
costante dielettrica relativa del dielettrico
.
Ritornando al condensatore piano riempito completamente di dielettrico, fi-
gura 4.33b, il campo elettrostatico all’interno (nell’ipotesi che resti uniforme)
deve valere
V
κ
V
0
E
0
σ
0
E
κ
= –– = ––– = –– = ––– ,
(4.24)
h
κ
h
κ
κ ε
0
pertanto ridotto dello stesso fattore
κ
. La variazione del campo dovuta alla pre-
senza del dielettrico è
σ
0
σ
0
κ
– 1
σ
0
χ
σ
0
E
0
–
E
κ
= –– – –––– = –––––– –– = –––––– ––
ε
0
κ ε
0
κ
ε
0
1 +
χ ε
0
definendo
χ
=
κ
– 1
(4.25)
una grandezza chiamata
suscettività elettrica del dielettrico
. Per il campo nel die-
lettrico possiamo dunque scrivere
σ
0
κ
– 1
σ
0
σ
0
σ
p
E
κ
= –– – –––––– –– = –– – ––
(4.26)
ε
0
κ
ε
0
ε
0
ε
0
ponendo
κ
– 1
σ
p
= ––––––
σ
0
.
(4.27)
κ
La (4.26) mostra che il campo elettrostatico all’interno del dielettrico ha la
stessa espressione di un campo nel vuoto risultante dalla sovrapposizione del
Costante dielettrica relativa
Suscettività elettrica
4.6 Dielettrici. La costante dielettrica
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_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
_
_
_
_
_
_
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+
+
+
+
+
+
σ
0
σ
0
–
σ
0
–
σ
p
–
σ
0
+
σ
p
E
κ
E
κ
Densità di carica
σ
p
sulle superficie di una lastra di materiale
isolante.
Figura 4.34