He leído que en un condensador con placas paralelas cargadas las líneas del campo eléctrico son paralelas en el medio, pero tienden a doblarse hacia afuera ( causando una " franja ") hacia los extremos de las placas paralelas. ¿Alguien puede explicar por qué sucede esto realmente? ¿Ocurre debido a la falta de simetría, que suele estar presente en una placa cargada infinitamente larga? Hasta cierto punto, es obvio que el campo eléctrico no es uniforme en los extremos, pero ¿por qué deberían doblarse solo hacia afuera, no pueden doblarse hacia adentro?
Comentarios
- Piense en cómo deberían verse las superficies equipotenciales.
- ¿Puede dar una explicación más infalible? Parece que no lo entiendo.
Respuesta
¿Cómo se produce el campo? Por cargas en la superficie. Si va al marco cuántico, hay exceso de electrones en una placa y exceso de carga positiva (huecos) en la otra placa. Piense en el campo eléctrico generado por un electrón. Sale radialmente. En un condensador de placas infinitas, la suma de los campos, debido a la simetría, se vuelve vertical. Dadas las dimensiones, los electrones en el borde tendrán líneas radialmente hacia afuera, las cargas positivas en la otra placa irán a encontrarlas nuevamente radialmente hacia afuera, porque esa es la geometría de las cargas puntuales. En el lado que está en el aire, no hay campos para agregar hacia la vertical y la forma es como la forma del campo en dos dimensiones de un par de + -, en la línea perpendicular al borde.
Respuesta
Hay muchas formas de responder a su pregunta, pero creo que una de las más simples es la siguiente:
Suponga que no hay un campo marginal cuando un capacitor está almacenando carga.
Mueva una carga positiva desde el exterior de la placa negativa hacia el exterior de la placa positiva.
Dado que no hay un campo marginal, el trabajo realizado para mover esa carga positiva entre las placas es cero, pero eso no puede ser así, ya que eso implicaría que no hubo diferencia de potencial entre las placas.
Con un campo de franjas presente y más débil que el campo en el interior del condensador, mueva una carga positiva a lo largo de una línea de campo marginal desde la placa negativa a la placa positiva.
La diferencia de potencial entre las placas es $ – \ displaystyle \ int ^ {\ large +} _ {\ large -} \ vec E \ cdot d \ vec s $ .
Aunque el campo marginal es más débil que el campo profundo dentro del capacitor, la longitud del camino es correspondientemente larg er que da como resultado la misma diferencia de potencial.
Con el campo curvándose hacia adentro, obtendría una mayor intensidad de campo y una mayor longitud de trayectoria, es decir. una diferencia de potencial mayor.