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Il conduttore scarico Distribuzione delle cariche per induzione

Questo fenomeno fisico di tipo elettrostatico, da non confondere con l'induzione elettromagnetica, si manifesta con l'alterarsi della distribuzione delle cariche libere possedute da un conduttore o con un cambiamento nella distribuzione di carica negli atomi degli isolanti (in quanto in essi gli elettroni non sono liberi di muoversi come nei conduttori) dovuta alla presenza di un campo elettrico esterno.

Ad esempio (Conduttore isolato), avvicinando senza contatto il polo di una macchina elettrostatica (Macchina elettrica di Ramsden o Macchina di Holtz) o semplicemente una bacchetta di vetro, precedentemente vigorosamente strofinata con un panno di lana, ad un conduttore allo stato neutro sorretto per mezzo di un supporto isolante (in genere di vetro), si può constatare che esso presenta frontalmente una carica elettrica indotta di segno opposto a quella della sorgente e in corrispondenza dell'altro lato del conduttore una carica elettrica di segno uguale a quello della sorgente (vedi disegno). Infatti, per il principio di conservazione della carica elettrica applicato al conduttore, esso resta complessivamente neutro solo se alla comparsa di una carica negativa in una sua parte segue la contemporanea presenza di una carica positiva sul lato opposto del conduttore stesso.

Tale comportamento dei portatori di carica dei corpi conduttori si spiega nel modo seguente. In ambito elettrostatico, lo dice la parola stessa, le cariche sono ferme. L'azione di un campo elettrico sulle cariche è quella di imprimere loro un'accelerazione. Immerse in un campo elettrico le cariche elettriche, cioè gli elettroni, del corpo conduttore subiscono l'azione accelerente del campo e ciò spiega perchè, se il corpo inducente è caricato positivamente, sulla faccia del conduttore di fronte alla sorgante si ha una carica negativa e viceversa se la sorgente è caricata negativamente. Tuttavia la ridistribuzione delle cariche è tale da produrre all'interno del conduttore un campo elettrostatico (detto controcampo) in grado di annullare (somma vettoriale) il campo esterno prodotto dalla sorgente. Ne segue che all'interno di un conduttore immerso in un campo elettrostatico il campo elettrostatico è nullo e il potenziale costante sulla sua superficie.

L'induzione elettrostatica è anche il fenomeno responsabile del fatto che una bacchetta di vetro è in grado di attirare dei piccoli pezzetti di carta. Ma negli isolanti l'insorgenza delle cariche indotte ha una giustificazione più complessa legata alla particolare natura delle molecole che li compongono e dall'azione che produce su di esse un campo elettrico. L'effetto globale è comunque quello di indurre dal lato del corpo in cui si avvicina la sorgente di campo elettrico una carica di segno opposto ad essa e ovviamente una carica dello stesso segno di quello della sorgente sul lato opposto del corpo isolante.