Lo que afecta a la fuerza del campo eléctrico en placas paralelas

August 1

Lo que afecta a la fuerza del campo eléctrico en placas paralelas


Cuando dos placas conductoras paralelas están conectados a través de una batería, los conductores cobran hasta tal que una carga igual y opuesta desarrolla en cada placa, lo que resulta en un campo eléctrico entre los conductores, cuya magnitud puede ser afectada por algunos factores. Los campos eléctricos son campos vectoriales que se generan por las partículas cargadas y actúan sobre la materia con carga. En esta configuración las líneas de campo eléctrico entre las placas son paralelos y se dirigen desde la superficie cargada positivamente al lado negativo.

Ley de Gauss

La magnitud del campo eléctrico entre dos placas paralelas se ve afectada por la cantidad de carga en cada superficie. La magnitud de este campo eléctrico se puede obtener mediante la aplicación de la ley de Gauss. Se supone que cada placa tiene una carga igual y opuesta. Estados de Gauss que el flujo eléctrico total E S, fuera de cualquier superficie que encierra un volumen definido es proporcional al total neta q carga eléctrica dentro de la superficie o E S = q / epsilon0, donde epsilon0 es la permitividad del espacio libre o una aspiradora con un valor de 8.854e-12 C ^ 2 / NM ^ 2, y S es el área de una superficie imaginaria apropiado. Mediante la aplicación de la ley de Gauss el campo eléctrico entre las placas se encuentra que es E = sigma / epsilon0, donde sigma es la carga por unidad de superficie en las placas.

Condensador

Un nombre común para un dispositivo que consiste en dos placas conductoras paralelas con un campo eléctrico en el medio es un condensador, de los cuales existen fórmulas disponibles para la obtención de la magnitud del campo eléctrico. Cuando un condensador está conectado a través de una batería aumenta su tensión mientras se carga, y cuando está completamente cargada la diferencia de potencial a través de ella es la misma que la de la batería. El campo eléctrico E en un condensador de placas paralelas es E = V / d, donde V es la diferencia de potencial entre las placas y d es la distancia a la que están separados. La tensión también se puede obtener de la fórmula V = Q d / (epsilon0 A), donde Q es la carga en las placas y A es el área de la superficie de las placas.

Modificar el campo eléctrico a través de la geometría

La intensidad de campo eléctrico puede ser modificado mediante la variación de la distancia entre las placas conductoras. El campo eléctrico es inversamente proporcional a la distancia entre las placas, E = V / d, donde V es la caída de tensión en las placas. Esto significa que una separación de las placas grande disminuirá la magnitud del campo eléctrico.

dieléctricos

La intensidad de campo eléctrico se puede disminuir mediante la colocación de un material no conductor, llamado un dieléctrico, entre las placas. La carga superficial de las placas conductoras se mantienen en su valor totalmente cargada cuando se inserta un dieléctrico sólido. El campo eléctrico disminuye debido a una carga inducida de signo contrario de las tarifas a la placa vecina aparece en cada superficie del dieléctrico. Estas cargas superficiales inducidas son el resultado de un fenómeno llamado de polarización, donde la carga redistribuye sí mismo en el material. Cuando la carga de superficie inducida es directamente proporcional al campo eléctrico en el material a continuación, un parámetro llamado la constante dieléctrica de la K material es constante y el campo eléctrico Ed se modifica como sigue Ed = E / K, donde E es el valor de la del campo eléctrico en el vacío.

Circuitos en paralelo y serie

Las propiedades de los condensadores también pueden verse afectadas en función de la forma en que están dispuestos con otros condensadores. Una conexión en paralelo es donde los condensadores están dispuestos de modo que las placas superiores de cada condensador está conectado entre sí para formar una superficie equipotencial y las superficies inferiores forman otro. Una superficie equipotencial es una superficie de potencial eléctrico constante. En esta disposición, la caída de tensión a través de cada condensador es el mismo, y la carga de cada elemento varía con la capacitancia de cada condensador en paralelo. Otra disposición es una conexión en serie donde condensadores están conectados uno tras otro. En este caso, la carga es la misma a través de cada elemento en serie, y la caída de voltaje a través de cada condensador varía inversamente con la capacidad de ese elemento.