Campo eléctrico uniforme

Un campo eléctrico uniforme es el que tiene la misma magnitud y dirección en cualquier punto, sus líneas de fuerza son líneas rectas paralelas igualmente espaciadas. Para construir un campo eléctrico uniforme, se conectan dos placas paralelas a las terminales de una batería que tiene una diferencia de potencial ΔV entre ellos y las placas alcanzan también una diferencia de potencial entre ellas, las líneas de fuerza se dirigen de la placa positiva a la placa negativa, esto es lo que se conoce como condensador plano o capacitor. Como se muestra.

   

La variación de la energía potencial es igual al trabajo realizado para llevar una carga q desde la placa negativa a la placa positiva, separadas una distancia d. 

Como el trabajo          w = F_ed y  F_e= qE, la diferencia de potencial será: 

ΔV= w/q = F_ed/q = qEd/q = Ed

PARA SABER MÁS:

http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=133188

 

CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME, CINEMÁTICA:

 El movimiento de una carga eléctrica en un campo eléctrico uniforme, corresponde a un movimiento uniformemente acelerado. Si tenemos un condensador plano de ancho s, sabemos que entre las placas existe un campo eléctrico, E, vertical hacia abajo. 

Si un electrón sale de la placa negativa, ¿cuáles son las ecuaciones cinemáticas de su movimiento?

La fuerza que actúa sobre el electrón es eE, dirigida hacia arriba y la aceleración es:

F = ma = eE      de donde  a = eE/m

La velocidad viene dada por:

v² = v_o² ₊ 2as      como v_o = 0

v = (2eE/m)^1/2

Si para el mismo condensador, pero ahora un electrón penetra horizontalmente con una velocidad v_o.

Sobre el eje x no hay fuerza, tenemos un movimiento uniforme, sobre el eje y la fuerza es F = ma_y.

Las ecuaciones cinemáticas son:

Eje x                            Eje y

a_x = 0                      a_y = eE/m

v_x = v_o                  v_y = eEt/m

x = v_ot                    y = ½ eEt²/m

A la salida del condensador, el ángulo que hace la velocidad con la horizontal es:

tan θ = v_y/ v_x

https://www.fisic.ch/contenidos/electricidad/movimiento-de-cargas-en-campo-el%C3%A9ctrico/

https://www.youtube.com/watch?v=4hJjAocGZQY

https://www.youtube.com/watch?v=EWTnrfkiBo0

https://www.youtube.com/watch?v=2A9iYW_t3PY

https://www.youtube.com/watch?v=Dj6kIDJyLdM

Aplicación del campo eléctrico

Blindaje electrostático

Cuando a un conductor se le transfiere carga, los electrones en exceso en tiempo sumamente corto, se distribuyen en la superficie exterior debido a la repulsión eléctrica y se quedan reposo, en este caso el campo eléctrico en el interior del conductor es cero y se tiene un blindaje electrostático o jaula de Faraday. Ya que si se sitúa éste conductor en un campo eléctrico externo, el campo no lo penetrará. Un ejemplo práctico es protegerse de los rayos bajo la lluvia refugiándonos dentro de un automóvil.

Experimentos con la jaula de Faraday:

https://www.youtube.com/watch?v=JEG_i56RBoY

https://www.youtube.com/watch?v=cldP1zX_0-8