Polarizzazione
Gli isolanti e la polarizzazione per deformazione
I materiali isolanti sono anche detti dielettrici. A differenza dei conduttori elettrici che consentono il libero passaggio delle cariche elettriche, negli atomi dei dielettrici le cariche negative occupano posizioni fisse ben determinate intorno ai nuclei positivi.
L'atomo di per sé risulta dunque neutro (atomo neutro) ed il sistema costituito dalla presenza di cariche negative da un lato e positive dall'altro risulta in equilibrio.
Ora ci chiediamo dunque come mai oggetti isolanti come ad esempio i pezzettini di carta vengono attratti dalla bacchetta di plastica precedentemente elettrizzata per strofinio?
Quando agisce una forza esterna, ad esempio una forza elettrica, sugli atomi dell'isolante, accade che si creano dei dipoli elettrici, cioè delle distribuzioni asimmetriche di carica positiva e negativa non più in equilibrio ma deformate.
In tal modo gli atomi di tutti i materiali dielettrici si possono deformare quando vicino ad essi è posto un corpo carico e questo fenomeno è detto polarizzazione per deformazione.
Si definisce dunque polarizzazione per deformazione la formazione di dipoli elettrici all'interno di un materiale isolante a causa dell'allargamento delle orbite elettroniche degli atomi in seguito alla vicinanza di un corpo carico e quindi all'applicazione su di essi di un campo elettrico.
Elettrizzazione e polarizzazione
In che cosa si distinguono dunque un isolante carico da uno polarizzato?
Innanzitutto è bene ricordare che un isolante si può caricare tramite elettrizzazione per strofinio, a causa dell'attrito che produce tale operazione il dielettrico riceve elettroni e si carica negativamente (esempio plastica) oppure li cede e si carica positivamente (esempio vetro).
La carica ceduta o acquisita rimane confinata nel punto in cui è avvenuto lo sfregamento, non consentendo il dielettrico il libero passaggio della carica attraverso il suo volume.
Un isolante polarizzato invece non risulta nel suo complesso carico né negativamente né positivamente, in quanto la polarizzazione è un fenomeno che riguarda la deformazione degli atomi dell'isolante quando è posto in prossimità di essi un campo elettrico generato ad esempio da un corpo carico.
Isolanti polari e polarizzazione per orientamento
Esistono in natura alcune molecole di materiali isolanti i cui atomi sono disposti in maniera asimmetrica creando così dei dipoli elettrici spontanei anche senza la presenza di una forza esterna.
Un esempio di queste molecole che si dicono polari è l'acqua H2O in cui l'atomo di ossigeno ha una capacità di attrarre carica negativa maggiore rispetto ai due atomi di idrogeno.
In assenza di un campo elettrico esterno tutte le molecole si trovano in disposizione disordinata e casuale.
Ma quando un campo elettrico agisce su di essi, le molecole di un dielettrico polare si dispongono tutti parallelamente alla direzione del campo e quindi della forza.
Tale fenomeno è detto polarizzazione per orientamento.
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