Induzione: una carica vicino a una sfera conduttrice
In un conduttore ci sono elettroni liberi di muoversi. Avvicinando una carica positiva a una sfera metallica, gli elettroni si spostano verso il lato vicino e lasciano positivo il lato lontano: è l’induzione elettrostatica. La sfera resta neutra ma viene attirata. Se la si collega a terra, altri elettroni salgono dalla terra, e la sfera si carica.
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sfera isolata: in più +q R / D al centro
Nel metallo gli elettroni si spostano finché il campo al suo interno è zero: se non lo fosse, continuerebbero a muoversi. Per questo le linee di campo arrivano sulla superficie sempre perpendicolari, e dentro la sfera non ce ne sono.
Il calcolo esatto usa il metodo delle immagini: la sfera collegata a terra agisce all’esterno come una carica q’ = −q R / D posta a distanza R² / D dal centro. Se la sfera è isolata e neutra, bisogna aggiungere una carica +q R / D al centro, perché la carica totale resti nulla.
La densità di carica sulla superficie (i segni + e − sul bordo) è più grande dal lato della carica. La sfera neutra è comunque attirata: le cariche negative indotte sono più vicine delle positive. Collegata a terra, l’attrazione è più forte.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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