Caricamento per induzione: lo spostamento interno di cariche elettriche

Dopo il caricamento per strofinio e quello per contatto, parliamo ora del caricamento per induzione.

Avvicinando (mi raccomando, senza contatto) un corpo elettricamente carico ad un conduttore neutro, osserviamo che in quest’ultimo sembrano sorgere cariche elettriche dal nulla. Evidenziamo la loro presenza con un elettroscopio: avvicinando ad esso un palloncino carico, le foglie di alluminio si allontanano, respingendosi l’un l’altra, rivelando il loro caricamento. Ma non appena allontaniamo il palloncino, le foglie tornano a riposo.

Il motivo di questo fenomeno, detto di induzione elettrostatica, è duplice.
Innanzitutto, è dovuto alla natura dell’elettroscopio: esso è infatti costituito da materiale conduttore, in cui le cariche elettriche sono libere di muoversi e distribuirsi su tutta la superficie. Il fenomeno dell’induzione elettrostatica non può verificarsi, infatti, in materiali isolanti.
In secondo luogo, ricordiamo che le cariche elettriche interagiscono tra loro mediante la forza di Coulomb: cariche di segno concorde si respingono mentre cariche di segno opposto si attraggono.
Il conduttore è elettricamente neutro: questo non significa che non possegga carica elettrica, ma che il numero di cariche positive e negative in esso presenti sono in ugual numero. La vicinanza del palloncino carico spinge le cariche di ugual segno nell’estremità opposta, dove sono situate le foglie: si avrà quindi un effetto repulsivo tra queste, sempre in virtù della legge di Coulomb; nell’estremità più vicina al palloncino, invece, sarà presente un’esuberanza di carica di segno opposto a quella presente nel palloncino. Non appena allontaniamo il palloncino, tuttavia, la carica elettrica tende a ridistribuirsi uniformemente sull’elettroscopio, e, di conseguenza, le foglie ritornano elettricamente neutre.

L’induzione elettrostatica, quindi, non è tanto un processo di caricamento, quando un modo per ridistribuire, momentaneamente, la carica elettrica in un conduttore: si tratta quindi di un fenomeno locale e temporaneo.

L’elettroscopio non è l’unico strumento in grado di rilevare il fenomeno dell’induzione elettrostatica: nella lezione successiva costruiremo un elettroforo di Volta.