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Titolo: Dielettrico e campo elettrico

Un buon materiale isolante deve avere una costante dielettrica relativa
alta o bassa?
Se non sbaglio, il vuoto ha epsilon_r = 1, mentre alcuni isolanti
"solidi" hanno valori dielettrici + elevati, ad esempio 20.
Dunque e' + isolante l'aria oppure un dielettrico "solido" con e_r=20?
(con isolante io intendo la capacita' di resistere ad elevate tensioni
ai suoi capi)
Mi *pare* di ricordare che per "rompere" il dielettrico del vuoto (cioe'
per far scattare l'arco) servano all'incirca 3 kV/mm .
Per rompere un dielettrico "solido" con e_r=20, quale tensione servira',
all'incirca? E' possibile fare un raffronto guardando i valori di e_r?
Domanda correlata: un materiale buon isolante ha necessariamente
un'elevata impedenza ohmica?
Altro argomento:
In un condensatore, + il valore di e_r cresce + il valore capacitivo
aumenta (linearmente).
Nella formula del campo elettrico pero' il valore di e_r compare al
denominatore, quindi se e_r aumenta il campo elettrico in una certa
regione e' inferiore.
Non riesco a mettere d'accordo queste 2 cose: intuitivamente mi verrebbe
da pensare che le 2 tendenze dovrebbero essere concordi, e non discordi.
Qual e' un ragionamento che chiarisce questo mio dubbio?
Grazie,
ciao
--
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dell'operazione (in lettere) dall'indirizzo

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 regione e' inferiore.
Stai ragionando a carica costante (credo).
In un condensatore, se metti un dielettrico e mantieni la tensione ai 
suoi capi costante, la carica sulle armature aumenta. Con la stessa 
tensione e la stessa distanza hai lo stesso campo elettrico, e la 
densita` di energia immagazzinata nel dielettrico vale 1/2 epsilon E^2
Se invece mantieni la carica costante, quando introduci il dielettrico, 
la tensione ai capi capi del condensatore diminuisce (condensatore non 
collegato a nulla).
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 Qual e' un ragionamento che chiarisce questo mio dubbio?
Supponiamo di avere le due armature A e B di un condensatore piano, 
inizialmente senza dielettrico, collegate ai due elettrodi di un 
generatore di f.e.m. a potenziale costante. Attraverso il dielettrico 
del condensatore supponiamo che il potenziale passi da un valore +V ad 
un valore -V. E' lecito pensare che il campo elettrico sia uniforme 
all'interno delle armature, cosicché, essendo E proporzionale al 
grad(V), il potenziale V avrà un andamento lineare all'interno del 
condensatore, cioè passerà _linearmente_ da +V a -V. Se inserisco un 
dielettrico con un certo e_r>1 il campo elettrico tende giustamente a 
calare, cioè dovrebbe diminuire il grad(V). Ma siccome la distanza d fra 
le armature non è cambiata e il generatore di f.e.m. assicura la 
costanza del potenziale, il gradiente deve essere lo stesso. Per cui il 
generatore, per mantenere costante la tensione fra le armature, fornirà 
ulteriori cariche elettriche, che andranno a incrementare il campo 
elettrico E che in presenza del dielettrico era diminuito.
Di fatto, inserendo il dielettrico nel condensatore, non è che si ha un 
guadagno di capacità in modo gratuito: ne fa le spese il generatore che 
dovrà fornire più cariche per mantenere la tensione costante.
Se invece si vuole mantenere costante il numero di cariche, è 
sufficiente applicare una tensione inferiore.
Attenzione che le parole possono trarre in inganno: "capacità" non vuol 
dire "quante cariche in assoluto può tenere dentro un condensatore", ma 
"quante cariche può tenere dentro _per una certa tensione_". La 
differenza è fondamentale.
Se vogliamo fare un'analogia con oggetti a noi più familiari, prendiamo 
un palloncino gonfiabile. Il palloncino, entro certi limiti (come il 
condensatore, del resto), contiene una certa quantità di aria a seconda 
della differenza di pressione Dp che c'è fra l'esterno (bassa p) e 
l'interno (alta p) del palloncino. Maggiore è Dp, maggiore è l'aria 
contenuta nel palloncino. Se il palloncino è fatto di una gomma più 
cedevole ed elastica (e_r>1 nel condensatore), ho bisogno di minore Dp 
(DV nel condensatore) per mettere la stessa quantità di aria nel 
palloncino (Q nel condensatore). Se è fatto di una gommaccia molto 
rigida, ho bisogno di maggiore Dp per metterci dentro la stessa quantità 
di aria.
Non è come una bottiglia di vetro, che contiene una certa quantità di 
fluido indipendentemente dalle pressioni esistenti.
Saluti.

suoi capi costante, la carica sulle armature aumenta
Mmm... si potrebbe dire (in due parole) che a parita' di campo elettrico
un dielettrico con alto e_r fa si che le cariche interagiscano
maggiormente tra di loro (cioe' si attraggano maggiormente)?
D'altra parte se non sbaglio si parla anche di "permittivita'
dielettrica" : + e_r e' alto, + il materiale e' "permeabile" e permette
alle cariche di interagire maggiormente. Giusto?
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 alle cariche di interagire maggiormente. Giusto?
Non starei a dare un significato troppo letterale da senso comune alle 
parole usate in fisica. Talvolta sono parole prese magari uno o due 
secoli fa con il loro significato del tempo, ma poi in fisica hanno 
cambiato significato, di mano in mano che si sono capiti meglio i 
fenomeni. Ad esempio in elettrotecnica si parla di elastanza capacitiva, 
ma non c'e` niente di elastico.
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