Potencial en campos uniformes

Primero en un libro encontré que la fuerza del campo eléctrico mi de un campo eléctrico uniforme de una placa cargada es igual a q 2 × ϵ 0 × S dónde q es la carga de la placa, ϵ 0 es la permitividad eléctrica y S es el área de la placa.

Mi primera pregunta es cómo encontrar el potencial de un punto en el campo uniforme (¿existe una fórmula que use la fuerza del campo eléctrico y puede estar a cierta distancia de la placa) o al menos el voltaje entre dos puntos (nuevamente fórmula usando los campos eléctricos fuerza y ​​la distancia entre los dos puntos).

Ahora estamos hablando de un condensador. En algunas fuentes se dice que una placa tiene un potencial eléctrico negativo (por ejemplo V ) y el otro V . Pero en otras fuentes se dice que una placa tiene un potencial cero y la otra tiene un potencial distinto de cero. ¿Son ambos ciertos? En mi opinión, la placa negativa generaría un potencial negativo en la placa positiva y viceversa (podemos ver el campo uniforme del capacitor como formado por los dos campos uniformes creados por la placa negativa y la positiva). Estoy realmente confundido.

También quiero preguntar si existe una fórmula para encontrar el potencial eléctrico de un punto en el capacitor porque para el voltaje entre dos puntos es mi × d dónde d es la distancia entre ellos. Finalmente, encontré que el potencial eléctrico en el punto medio del capacitor (es decir, si la distancia entre las placas es d , la distancia entre este punto y las placas es d 2 ).

Gracias de antemano.

Respuestas (1)

La relación entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico es simplemente que el campo eléctrico es (menos) el gradiente del potencial. Por lo tanto, en el caso de un campo uniforme que se extiende desde una placa con carga uniforme (llamémoslo a lo largo del eje z, con el final en el plano x, y)

mi z = d V d z
.

Esto por supuesto significa que

V ( z ) = mi z   d z = mi z z + V 0 ,
dónde mi z es el campo constante y V 0 es una constante arbitraria . Lo que esto significa es que puede establecer el punto cero del voltaje para que sea lo que quiera, lo único que importa es su gradiente. La diferencia de potencial simplemente depende de la diferencia de z coordenadas, Δ z . es decir. V 1 = mi z z 1 + V 0 y V 2 = mi z z 2 + V 0 , entonces la diferencia de potencial V 2 V 1 = mi z Δ z .

Por lo tanto, el potencial a cierta distancia z entre las placas de un capacitor ideal de placas paralelas con campo eléctrico uniforme mi y la placa cargada positivamente está en z = 0 es mi z + V 0 . Tu puedes elegir V 0 ser lo que quieras, pero lo que elijas, la diferencia de potencial entre las placas ( mi d + V 0 ) V 0 es exactamente igual

Por lo tanto, cuando pregunta cuál es el potencial en un punto a medio camino entre las placas, todo lo que realmente puede decir es cuál es la diferencia de potencial entre ese punto y una de las placas, en este caso mi d / 2 .

Gracias por la respuesta. Lo único que quiero preguntar es a qué son iguales los potenciales de las placas de un capacitor.
La diferencia de potencial es la carga en las placas dividida por la capacitancia = mi d . Puede establecer el punto cero del potencial en lo que sea conveniente.