1r ciclo Campo Electrico en conductores

[meisimo]

Buenas! Este es mi primer post !

Se trata de una duda sobre el campo electrico generado por (y dentro de) un conductor solido (sin carga) con una cavidad dentro, en la cual hay cierta carga. Y mi duda es: ¿Porqué el campo de la superficie exterior del conductor no es afectado por la forma o ubicacion de la cavidad, o por la ubicacion de la carga dentro de la cavidad?

Espero haberme expresado bien xD!

[oscarmuinhos]

Re: Campo Electrico en conductores

No sé si algún otro compañero del foro, quiere explicarlo con ecuaciones matemáticas. Yo voy a razonártelo de forma cualitativa.

Por definición, un conductor es un medio en que existen cargas que se pueden mover libremente. En consecuencia, si el conductor está cargado, las cargas solo pueden estar en la superficie del conductor y el campo eléctrico en el interior del conductor tendrá que ser nulo, porque de no serlo, dicho campo pondría las cargas en movimiento hasta llegar a una posición de equilibrio entre todas las cargas. Por la misma razón, el campo eléctrico sobre la superficie no puede tener componente tangencial.

Pongámonos, a continuación, en el caso de un conductor descargado con una cavidad interior en la que colocamos una carga, (positiva o negativa, pero supongamos que positiva) Q+.

Aplicando la ley de coulomb, esta carga positiva atraerá a las cargas negativas del conductor y repelerá a las positivas. Como consecuencia, las cargas del conductor se redistribuyen de forma que la superficie de la cavidad interior queda cargada negativamente y la superficie exterior queda cargada positivamente, pero con cargas iguales, por el principio de conservación de la carga.

Consideremos ahora el interior del conductor. si tomamos alrededor de la cavidad hueca una superficie cerrada, en todos los puntos de esta superficie sabemos (por lo dicho en el primer párrafo) que el campo eléctrico tiene que ser nulo. Aplicando ahora el teorema de Gauss a esta superficie cerrada, se tiene que la carga encerrada dentro de esa superficie es nula, lo cual quiere decir que la carga negativa sobre la superficie de la cavidad interna es igual a la carga Q+ que tenemos en el interior de la cavidad y además dicha carga negativa está de tal forma distribuída sobre la superficie de la cavidad que la intensidad de campo eléctrico sobre esta superficie interna solo puede tener componente normal, porque de tener componente tangencial dichas cargas negativas se pondrían en movimiento (recuerda que, por definición, las cargas en el interior de un conductor se pueden mover libremente) hasta lograr el equilibrio. O sea que se tiene una distribución de carga negativa sobre la superficie de la cavidad interna del conductor que contrarresta a la carga colocada en el interior de la cavidad.

Vamos ahora a la superficie externa de este conductor. Su carga, -ya se dijo-, tiene que ser igual a la que hay sobre la superficie de la cavidad interior (por estar inicialmente descargado) y por lo tanto igual y del mismo signo que la carga en el interior de la cavidad. Por otra parte, esta carga también tiene que estar distribuida sobre la superficie de forma que la componente tangencial del campo sea nula. Tenemos así sobre esta superficie externa del conductor una distribución de carga totalmente equivalente a la carga que teníamos en el interior de la cavidad del interior.

No sé si te vale esta explicación...?
Animo y suerte

[natanael]

Re: Campo Electrico en conductores

Muy buena explicación!, vamos a agregarle algo de multimedia y algunas bibliografías interesantes!

Para familiarizarnos en el entorno:

Para profundizar sobre los conductores:

Una bibliografia interesante:
http://laplace.us.es/wiki/index.php/...ula_de_Faraday

Otra, que al final tiene un regalo, un pequeño programa interactivo escrito en Java***, en el cual puedes jugar con un modelo virtual de la cubeta (jaula) de Faraday.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/el...eta/cubeta.htm

*** Sea cual sea tu navegador debes tener instalada la maquina virtual Java, Si Java no funciona, en caso de usar Firefox, asegúrate de que el plugin de Java está activado en la pestaña del Administrador de complementos.