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490 Capítulo 24 El campo eléctrico
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(a) (b) (c) (d)
Figura 24.13 El experimento de Faraday demuestra la redistribución de la carga neta sobre las paredes del
conductor metálico hueco.
Michael Faraday ideó un experimento interesante a fin de demostrar que la carga se halla
en la superficie de un conductor hueco. En este experimento, una esfera cargada positivamente
y sostenida con un hilo de seda se introduce en un conductor metálico hueco. Como se observa
en la figura 24.13, se produce entonces una redistribución de carga sobre las paredes del conductor,
atrayendo los electrones a la superficie interior. Cuando la esfera hace contacto con el
fondo del conductor, la carga inducida se neutraliza y deja una carga positiva neta en la superficie
exterior. Al realizar la prueba con el electroscopio se demostrará que ninguna carga reside
en el interior del conductor y que la carga positiva neta permanece en la superficie exterior.
W ,
f Un condensador es un dispositivo electrostático que consta de dos conductores de área A
separados por una distancia d (véase la figura 24.14). Si se colocan sobre los conductores
cargas iguales y opuestas, habrá un campo eléctrico E entre ellos. Deduzca una expresión
para calcular el campo eléctrico en términos de la densidad sobre las placas.
í
%
sP
Plan: Se construye un cilindro gaussiano, como el que aparece en la figura 24.14, para
la superficie interior de cualquier placa. No hay ningún campo en el interior de la placa
conductora y la única área donde penetran las líneas del campo es la superficie A', que se
proyecta hacia el espacio entre las placas. Podemos aplicar la ley de Gauss a cualquier
placa para deducir una expresión para la intensidad el campo eléctrico.
Figura 24.14 Campo eléctrico en la región que se halla entre dos placas con cargas opuestas e iguales
a la razón de la densidad de carga a a la permitividad eQ.