Electricitatea statica

Atragerea conductoarelor neutre

Stim ca, daca apropiem doua corpuri neutre, intre ele nu apar forte electrice. Am putea explica acest lucru cu modelul nostru de corp "plin" cu un amestec echilibrat de sarcini de tipuri opuse?

In figura de mai jos avem doua corpuri neutre.

Sa alegem, la intimplare, o sarcina Q₁ de pe corpul din stinga, fie ea rosie sau albastra. Ea intra in interactiune cu fiecare regiune a corpului din dreapta. Sa alegem la intimplare o astfel de regiune, foarte mica, delimitata de linia punctata din desen. Asa cum am aratat in figura de mai jos, acolo se gasesc multe sarcini rosii si multe sarcini albastre, amestecul fiind perfect echilibrat.


In figura de mai sus, dimensiunea acestei regiuni este foarte mult exagerata. De fapt, aceasta dimensiune este extrem de mica in comparatie cu distanta dintre corpuri. Sarcina Q₁ este respinsa de sarcinile din regiune care au acelasi tip cu ea si atrasa de sarcinile din regiune de tip opus. Cum sarcinile rosii sunt in aceeasi cantitate ca cele albastre, si la fel de departate de sarcina Q₁, forta totala exercitata de regiune asupra sarcinii Q₁ este nula. Regiunea a fost aleasa la intimplare; asta inseamna ca nici o regiune de pe corpul din dreapta nu actioneaza cu o forta asupra sarcinii Q₁. Si cum si sarcina Q₁ a fost aleasa la intimplare, forta asupra intregului corp din stinga este nula. In final, legea actiunii si reactiunii ne spune ca si forta asupra corpului din dreapta trebuie sa fie nula. Daca fiecare regiune a lor este neutra, intre doua corpuri, conductoare sau izolatoare, forta produsa de interactiunea electrostatica este nula.

Sa reluam experimentul, dar in conditii modificate. Corpul din stinga este acum un bun izolator si a fost incarcat electric cu sarcina "rosie" care nu se poatee deplasa. Corpul din dreapta este neutru dar este acum conductor. Am vazut in lectia trecuta ca sarcina de pe conductor, putindu-se deplasa, se separa partial sub influenta sarcinii externe. Astfel, in partea dinspre izolatorul incarcat apare o regiune cu sarcina neta de tip opus celei de pe izolator. Corepunzator, in partea opusa sarcinii externe apare o zona incarcata cu sarcina de acelasi tip cu sarcina externa.

Alegem una din sarcinile de pe izolator (toate au acelasi tip). Ce forta va fi exercitata asupra ei de catre sarcinile de pe conductor? O zona de pe conductor apropiata ei o va atrage dar o zona de pe conductor mai indepartata o va respinge. Care actiune va invinge?

Ca sa raspundem usor, putem privi filmul urmator. Bila care oscileaza este incarcata cu sarcina albastra iar bagheta imobila din sticla este incarcta cu sarcina rosie. Cele doua sarcini au aceeasi marime, pentru ca se neutralizeaza reciproc daca sunt puse impreuna.

Este clar ca sarcina care este mai propiata de sniffer este dominanta. Aceasta deoarece fortele dintre sarcini scad cind distanta dintre corpuri creste

Acum putem sa ne intoarcem la forta dintre conductorul neutru si corpul incarcat. Corpul incarcat va simti, cu precadere, actiunea regiunii conductorului care este mai apropiate de el. Intodeauna aceasta se incarca cu sarcina de tip opus, intodeauna aceasta regiune il atrage. In concluzie, un corp incarcat electric va fi atras intodeauna de un corp conductor neutru. Cum actiunile sunt reciproce, corpul conductor neutru va fi atras de corpul incarcat.

Atractia apare indiferent daca pe corpul incarcat sarcina este rosie sau albastra. Nu contrazice, oare, aceasta concluzie afirmatia ca sarcinile rosii au efecte opuse sarcinilor albastre ?

Raspunsul la intrebarea anterioara este usor de aflat daca peste sarcina albastra de pe izolator (care atrage corpul conductor neutru) este adusa sarcina rosie, in aceeasi cantitate. Atractia asupra corpului neutru inceteaza. Sarcinile rosii au efecte opuse celor albastre.