Page 534 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada
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26.2  El condensador      515

                             E                  6! :s
                                ¿Cuál es la carga máxima que puede transferirse a un conductor esférico cuyo radio es de
                                50 cm? Suponga que está rodeado de aire.
                                Plan:  La carga máxima queda determinada por la intensidad del campo  eléctrico nece­
                                sario para volver el aire circundante un conductor de electrones. Estableceremos la carga
                                necesaria para alcanzar la rigidez dieléctrica del aire para un radio de 0.5 m.

                                Solución:  Se tiene que r  = 0.50 m y Emix  = 3 MN/C  = 3  X  106 N/C, de forma que la
                                carga máxima Q será
                                                        F   = kQ_          n   =  ;'2£máx
                                                       -^máx   ?     ^     ^      7
                                               (0.5 m)2(3  X  106N/C)
                                          Q                        =  8.33  X  10  C   o   83.3 ¡juC
                                                (9  X   109 N • nr/C 2)

                                En este ejemplo se ilustra la enorme magnitud del coulomb cuando se usa como unidad de
                                carga electrostática.



















                                Figura 26.3  La densidad de carga en un conductor es mayor en las regiones donde la curvatura es más grande.

                                    Observe  que  la cantidad  de  carga  que  puede  soportar un  conductor esférico  disminuye
                                con el radio de la esfera. Por tanto, los conductores pequeños generalmente pueden soportar
                                menos carga. Pero la forma del conductor también influye en su capacidad para retener carga.
                                Considere los  conductores  cargados  que  se  ilustran en la figura 26.3.  Si  se probaran con un
                                electroscopio, se descubriría que la carga situada en la superficie de un conductor se concentra
                                en los puntos de mayor curvatura. Debido a la mayor densidad de carga en esas regiones, la
                                intensidad del campo eléctrico es también más grande  en las regiones donde la curvatura es
                                mayor.  Si la superficie se remodela y se le da una forma puntiaguda, la intensidad del campo
                                puede volverse lo suficientemente grande como para ionizar el aire circundante. En esos sitios
                                a veces se produce una lenta fuga de carga que da por resultado una descarga de corona, que se
                                observa como un tenue destello de color violeta cerca del conductor puntiagudo. Es importante
                                eliminar todos los bordes afilados en los equipos eléctricos para minimizar esta fuga de carga.


                                El condensador

                                Cuando  varios  conductores  se  colocan cerca unos  de  otros, el potencial de cada uno  se ve
                                afectado por la presencia de los  otros.  Suponga que una placa A cargada negativamente  se
                                conecta a un electroscopio,  como  se ve en la figura 26.4.  La divergencia de la hoja de oro
                                del  electroscopio  proporciona una medida  del potencial  del  conductor.  Ahora imaginemos
                                que otro conductor B se coloca en forma paralela a A, a una corta distancia de él. Cuando el
                                segundo conductor se conecte a tierra, se inducirá en él una carga positiva a medida que los
                                electrones sean forzados a fluir a tierra. La hoja de oro de inmediato se caerá ligeramente, lo
                                que indica un descenso en el potencial del conductor A.
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