equipotenziale

Equipotenziale è una superficie (nello spazio tridimensionale) o una linea (nel piano bidimensionale) su cui il potenziale scalare V assume un valore costante. In un campo conservativo, come il campo elettrico o quello gravitazionale, il campo è definito come E = -∇V, quindi i punti che hanno lo stesso potenziale formano superfici o linee. Le superfici equipotenziali sono ortogonali alle linee di campo.

Una proprietà chiave è che il lavoro svolto nel muoversi tra due punti dipende solo dal potenziale iniziale e da quello finale, non dal cammino seguito. Le superfici equipotenziali vicine indicano una rapida variazione di potenziale e quindi un campo più intenso; una pendenza maggiore del potenziale corrisponde a un campo più forte.

Esempi comuni includono: per una carica puntuale q, il potenziale elettrico è V(r) = (1/4πε0) q / r e le superfici equipotenziali sono sfere di r costante attorno al punto. In un campo elettrico uniforme E0 orientato lungo un asse, il potenziale è V(x) = -E0 x, quindi le superfici equipotenziali sono piani paralleli. Nel gravitazionale, il potenziale per unità di massa è Φ(r) = -GM/r, con superfici equipotenziali anche in questo caso sfere attorno al corpo centrale.

L’uso delle superfici equipotenziali permette di visualizzare e analizzare campi conservativi in modo intuitivo, facilitando l’individuazione della direzione del campo (perpendicolare alle superfici) e la stima della sua intensità tramite la pendenza del potenziale.