Superfici equipotenziali

Una superficie equipotenziale è definita come una superficie sulla quale il potenziale di un campo conservativo ha valore costante in tutti i punti del campo. In altre parole, quando un oggetto materiale si muove all’interno di un campo mantenendosi sempre sulla stessa superficie equipotenziale, la sua energia potenziale rimane costante ed il campo non compie lavoro su di esso.

In un campo conservativo esistono infinite superfici equipotenziali, una per ciascun valore del potenziale: esse riempiono lo spazio e sono tra loro disgiunte, ossia ciascun punto dello spazio appartiene sempre ad una e una sola superficie equipotenziale.

In elettromagnetismo le superfici equipotenziali servono a rappresentare il potenziale elettrico di un campo elettrico nello spazio. In un campo elettrico uniforme le superfici equipotenziali sono superfici piane e parallele, in un campo radiale le superfici equipotenziali saranno superfici sferiche concentriche.

Le superfici equipotenziali sono sempre perpendicolari alle linee di campo, con campi uniformi, con campi radiali e con qualsiasi altra configurazione: infatti se ad esempio una carica elettrica si sposta perpendicolarmente alle linee di campo, il lavoro delle forze del campo è sempre nullo. Inoltre, le linee del campo elettrico sono sempre orientate dalla superficie a potenziale maggiore a quella a potenziale minore.

In meccanica dei fluidi si definiscono le superfici equipotenziali (potenziale \(U=cost\); \(\textrm{grad}U=0\)) come quelle sono superfici di ugual pressione (isobariche) e ugual densità. In ogni loro punto i vettori \(\vec{F}\) e \(\textrm{grad}P\) sono ad esse normali.

Bibliografia

  1. Rappresentazione superfici equipotenziali bipolo elettrico. Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Equipotential_by_Zureks.png