Differenza tra potenziale, energia potenziale e energia del campo elettrostatico

[ZfreS]

Perfetto, è la risposta che cercavo. Vorrei sapere perchè queste informazioni non sono ben spiegate nei libri come il mazzoldi, risultando poco discorsivi. Grazie mille per l'impegno!

[Shackle]

In uno dei link precedenti ho messo la pagina del Mencuccini Silvestrini, che è molto chiara. Fa’ riferimento ad essa.

[ZfreS]

Grazie!

[professorkappa]

E meno male che qualcuno ha scritto in un altro post che questo forum non serve a nulla....

[ZfreS]

Scusate se riprendo, ma ho una curiosità che penso centri con l'argomento: perchè prendiamo la scossa quando tocchiamo un corpo carico?

[Shackle]

Perchè stiamo mettendo in contatto due corpi con carica elettrica totale diversa, ovvero stiamo annullando per via breve una differenza di potenziale. La scossa è energia che si scarica.
Leggi questo .

Renzo DF correggendo...

[RenzoDF]

Sì, diciamo che (detto spannometricamente) la "scossa" è dovuta alla percezione delle nostre terminazioni nervose¹ del passaggio di carica impulsivo, se vogliamo fare il classico esempio dell'automobile, avremo a che fare con un sistema di tre conduttori: carcassa metallica dell'auto, corpo umano, Terra, e quindi sostanzialmente (se l'auto possiede dei pneumatici e se indossiamo scarpe con suola isolante) due condensatori; carcassa_auto-Terra e persona-Terra.

L'auto si carica elettrostaticamente per diverse ragioni (una delle quali per es. l'attrito del pneumatico con il piano stradale), quando ci troviamo all'interno dell'auto saremo sostanzialmente dentro un conduttore e quindi saremo più o meno carichi (magari per elettrizzazione dei nostri vestiti contro il sedile) ma separati dalla carica elettrica dell'auto², ma il problema nasce allorchè scendiamo dalla stessa in quanto avremo un condensatore auto-terra (che ha per dielettrico la "gomma" dei pneumatici) e un condensatore uomo-terra (che ha per dielettrico la suola delle scarpe).
Messi fuori i piedi, toccando la carcassa con la mano realizzeremo quindi un collegamento fra le due armature superiori (auto e uomo) e ci sarà un trasferimento di carica che andrà ad uguagliare le tensioni ai "morsetti" dei due "condensatori"³.

Per limitare questo problema potremo toccare la carcassa metallica prima di scendere dalla macchina (non facile e scomodissimo), in modo che la carica si trasferisca progressivamente (man mano che scendiamo) e non impulsivamente, oppure, come si usava ai miei tempi, dotare la macchina di una "coda conduttiva"⁴ strisciante, che la tenga collegata "alla Terra", oppure si può inserire (come qualche volta avviene oggigiorno) una striscia conduttiva nel pneumatico che vada a collegare la carcassa (attraverso un percorso interno al pneumatico) al terreno⁵.
Il discorso sarebbe interessante da approfondire, ma come sempre ci vorrebbe del tempo "da perdere" per descrivere il problema in modo più approfondito.

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Note

1. Neurone sensoriale del dito - midollo spinale - neurone motore, ... bypassando l'elaborazione del cervello (per far prima). ↑
2. E, come noto, saremo anche protetti dalle scariche atmosferiche. ↑
3. Il secondo variabile a seconda delle nostre successive posizioni. ↑
4. Ancor oggi disponibile. ↑
5. Questo è necessario in quanto la mescola dei pneumatici, a causa della necessità di mantenere bassa la resistenza al rotolamento, non può (purtroppo) essere sufficientemente conduttiva. ↑

[Shackle]

Risposta concisa e, per me, esauriente a questo livello, grazie. Ho solo un paio di domandine . LA prima si riferisce a questa frase :

L'auto si carica elettrostaticamente per diverse ragioni (una delle quali per es. l'attrito del pneumatico con il piano stradale)

una delle ragioni per cui l'auto si carica elettrostaticamente non è anche l'attrito con l'aria ?

LA seconda domanda è questa : le carcasse dei motori e generatori elettrici , in ambito industriale, si collegano a massa mediante treccia metallica, onde evitare che, se c'è un guasto nella macchina e una parte sotto tensione viene in contatto con l'involucro, e malauguratamente una persona lo tocca, venga attraversato da corrente elettrica che potrebbe essere dannosa (non so quantificare questo danno...) . Il collegamento con treccia di massa fa sí che la corrente di guasto (scusa se uso termini forse non corretti) passi attraverso il conduttore di minor resistenza, cioè la treccia, anzichè il corpo umano , visto che abbiamo due resistenze in parallelo . È giusto ?

[ZfreS]

Grazie ad entrambi per le risposte!

[RenzoDF]

... una delle ragioni per cui l'auto si carica elettrostaticamente non è anche l'attrito con l'aria ?

Certo, c'è pure quella, funzione di mille variabili, ... come al solito.

... LA seconda domanda è questa : le carcasse dei motori e generatori elettrici , in ambito industriale, si collegano a massa ...

Non solo in ambito industriale, ma anche in ambito domestico ... comunque sì, l'idea è quella, ma bisogna distinguere i termini; con "massa" si indica una parte conduttrice (per es. carcassa del motore o della lavatrice) normalmente non in tensione, che attraverso il conduttore di protezione viene letteralmente collegata alla Terra (quella che abbiamo sotto i piedi ), attraverso un apposito impianto ("di terra") che, come dicevi, va a creare per la corrente di guasto, un percorso alternativo, in parallelo a quello attraverso il corpo umano, per far sì che la corrente attraverso la persona (che va a toccare la "massa" in tensione), sia inferiore ad un valore limite "pericoloso".

Il problema è che questo limite è intorno ai 10 mA e di conseguenza, stimata la resistenza offerta dal corpo umano verso terra¹ (diciamo dell'ordine dei kiloohm ), si capisce che in generale sarà ben difficile realizzare un "impianto di terra" a così bassa resistenza e di conseguenza sarà necessario interrompere il "circuito"² non appena la corrente di guasto supera una certa soglia; questo risulta possibile attraverso il cosiddetto interruttore differenziale, che interviene non appena la differenza fra la corrente di "ingresso" e quella di "ritorno" di una apparecchiatura, supera una determinata soglia.
L'interruttore differenziale permette quindi di avere una "resistenza di terra" più elevata e quindi più facilmente realizzabile.

... Mi fermo qui, ma se hai altre domande, falle pure.

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Note

1. Anche questa funzione di mille variabili. ↑
2. Conduttore di fase - massa - terra abitazione -terra cabina. ↑