¿Por qué se necesita una placa puesta a tierra al aplicar el método de las imágenes?

En la imagen clásica problema de carga de una carga q sobre un plano infinito conectado a tierra, es bien sabido que las líneas de campo se comportan esencialmente como si hubiera una carga negativa detrás de ellas, y la carga total en la placa es − q .

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Sin embargo, dado que la placa está conectada a tierra, ¿la carga negativa adicional no regresaría a la tierra? ¿Cómo puede la placa permanecer cargada negativamente incluso cuando está conectada a tierra?

Además, ¿cómo cambiaría la situación si la placa no estuviera conectada a tierra? Supongo que la carga positiva induciría una carga negativa en un lado del avión, pero la carga total seguiría siendo cero. ¿Terminarían las líneas de campo en este caso?

La carga negativa de la placa puesta a tierra procedía de la tierra. El acto de conectar la placa a tierra es lo que permitió que la carga negativa se trasladara a la superficie de la placa por la atracción de la carga positiva sobre ella. Conexión a tierra no equivale a "no hay carga".
@ user55515 Ah, eso tiene sentido. Y entonces tengo razón al suponer que si el avión no estuviera conectado a tierra, induciría una carga negativa en un lado y una carga positiva en el otro lado, y aunque el campo dentro del conductor sería cero, volvería a aparecer en el ¿otro lado?
En efecto. Eso suena correcto para mí.
¿Qué pasa si la placa no está conectada a tierra? ¿Seguiremos siendo capaces de usar el método de carga de imagen?

Respuestas (1)

Tienes un pequeño error de concepto. Poner a tierra la placa de metal no significa que la placa siempre será neutral. Simplemente significa que el potencial de la placa será igual al de la tierra.

Cuando colocas una carga cerca, el potencial de la placa de metal cambia con respecto al de la tierra. Esto crea una diferencia de potencial entre la placa de metal y la tierra debido a que parte de la carga se transfiere de la tierra a la placa de metal para que la diferencia de potencial sea cero.

Si la placa no estuviera conectada a tierra, la carga neta de la placa sería cero. Pero como es una placa de metal, el potencial en toda la placa debe ser constante. Debido a esta condición, se produciría una redistribución de carga en presencia de la carga externa de manera que la placa metálica se encuentre a un potencial constante. Pero tenga en cuenta que la placa de metal no necesita tener el mismo potencial que antes.

Griffith tiene una buena introducción matemática a tales problemas.

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