Explicación intuitiva del campo eléctrico uniforme entre las placas de condensadores

Para un condensador de placas paralelas INFINITO, el campo eléctrico tiene el mismo valor en todas partes entre las 2 placas. Una razón intuitiva para eso es: suponga que tiene una pequeña carga de prueba +q a distancia$x$lejos de la placa +ve y una distancia$d-x$lejos de la placa -ve. La placa +ve repelerá la carga y la placa -ve la atraerá. Ahora si la carga es a distancia$y$de la placa +ve$(y>x)$entonces la fuerza de repulsión debida a la placa +ve será más débil pero la fuerza de atracción debida a la placa -ve será más fuerte, de modo que la fuerza neta sobre la carga de prueba tendrá el mismo valor que cuando la carga estaba a una distancia$x$lejos de la placa +ve. Esto se debe a que las líneas de campo eléctrico debidas a una placa infinita son paralelas al vector normal a la placa.

No entiendo muy bien tu segunda pregunta. Si tiene una diferencia de potencial fija entre las dos placas, entonces el campo eléctrico entre las placas está dado por$E=\frac{V}{d}$, donde d es la distancia entre las 2 placas. De la expresión, puedes ver que el campo eléctrico NO es independiente de la separación de las 2 placas.

Ahora suponga que mantiene la misma carga en ambas placas y las separa, tal como la distancia,$d$aumenta En ese caso, el campo eléctrico permanecerá sin cambios. Esto puede parecer contrario a la intuición a primera vista, esto podría parecer una violación de la conservación de la energía. Pero, la energía adicional requerida para mantener el campo E igual proviene del trabajo que está realizando para separar las placas de atracción. la capacitancia,$C$=$\frac{\epsilon A}{d}$, donde A es el área de las placas, d es la separación de las placas y$\epsilon$es la permitividad del material entre las placas. Si$\epsilon$y$A$son constantes, entonces$C$es inversamente proporcional a$d$.

La relación entre la diferencia de potencial entre las 2 placas,$V$y la carga en una de las placas,$Q$es dado por$Q=CV=\frac{\epsilon A V}{d}=\epsilon A E$.

$\implies E=\frac{Q}{\epsilon A}$

Por lo tanto, E es independiente de$d$si la carga en cada placa no cambia.

Se supone que un condensador tiene dimensiones infinitas. Y la fuerza del campo eléctrico de una hoja plana cargada de dimensiones infinitas es constante sobre el infinito, es decir, la distancia no importa.

Usando el teorema de Gauss medimos el flujo eléctrico, es decir