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506 Capítulo 25 Potencial eléctrico
Ejemplo 25.5
La diferencia de potencial entre dos placas separadas entre sí 5 mm es de 10 kV. Determine
la intensidad del campo eléctrico entre las placas.
Solución: Al despejar E en la ecuación (25.11) nos queda
V 10 X 103 V
E ■ - = -----------t t —
d 5 X 10 m
2 X 106 V/m
Como ejercicio adicional, demuestre que el volt por metro es equivalente al newton por
coulomb. El campo eléctrico expresado en volts por metro se conoce a veces como gradiente
de potencial.
Experimento de Millikan de la gota de aceite
Ahora que hemos desarrollado los conceptos de campo eléctrico y diferencia de potencial,
estamos listos para describir un experimento clásico diseñado para determinar la unidad de
carga más pequeña. Robert A. Millikan, un físico estadounidense, diseñó una serie de experimentos
a principios de la década de 1900. Un diagrama esquemático de su aparato se muestra
en la figura 25.10. En él se rocían pequeñísimas gotas de aceite en la región situada entre las
dos placas metálicas. A partir de moléculas de aire, a través de las cuales se hacen pasar rayos
X ionizados, se liberan electrones. Estos electrones se adhieren por sí mismos a las pequeñas
gotas de aceite, lo cual da por resultado que éstas tengan una carga negativa neta.
Por medio de un microscopio se puede observar el movimiento descendente de las gotas
de aceite, a medida que van cayendo lentamente bajo la influencia de su propio peso y de la
fuerza viscosa ascendente provocada por la resistencia del aire (consulte la figura 25.10). Se
puede recurrir a las leyes de la hidrostática para calcular la masa m de una gota particular de
aceite midiendo su rapidez de caída.
Después de registrar todos los datos necesarios para determinar la masa m, se conecta
una batería externa con el fin de establecer un campo eléctrico uniforme E entre las placas de
Radiación
ionizante
Microscopio
Atomizador
(a)
Figura 25.10 Experimento de Millikan de la gota de aceite: (a) La masa m de la gota se determina a partir
de su velocidad de caída, en contra de la fuerza viscosa de la resistencia del aire, (b) La magnitud de la carga
se puede calcular partiendo de las condiciones de equilibrio que mantienen suspendida la carga entre dos
placas con carga opuesta (véase la figura 25.10).