Potencial eléctrico de esferas cargadas

carga A  =  nC             carga B  =  nC      

La animación muestra las curvas equipotenciales correspondientes a dos esferas cargadas. Reinicio.  

Cuando pincha y arrastra el ratón por la animación, se muestran los valores de la intensidad del campo eléctrico y del potencial (posición en metros, potencial eléctrico en voltios y campo eléctrico en newtons/culombio). El origen de potenciales se ha puesto en el infinito (muy lejos de las cargas).

  1. Cambie el valor de la carga A de forma que ambas cargas sean iguales en módulo y signo. ¿Hay algún punto en la región mostrada en que el campo eléctrico sea cero? ¿Cuánto vale el potencial en ese punto? ¿Hay alguna contradicción en los valores obtenidos de |E| y V?
  2. Estudie ahora la situación con cargas iguales en módulo y signos opuestos. ¿Hay algún punto donde el campo sea cero? ¿Y el potencial?
  3. Cuando la carga A es igual a la B en valor y signo, ¿dónde tendría que colocar una tercera carga, negativa y del mismo valor, de forma que el potencial en el punto medio entre A y B [en el punto (0, 0)] sea cero?  Añada dicha carga y muévala al punto previsto para comprobar su respuesta. ¿Hay algún otro punto en que pueda colocar dicha carga para lograr el mismo efecto?

Nota: El potencial eléctrico de una carga, tomando el origen en el infinito, es un escalar proporcional a la carga partido por la distancia desde el punto considerado a la carga en cuestión (V = K q / r ). El potencial eléctrico en el origen debido a las dos cargas originales es V = K(2Q), ya que r = 1 m.  El potencial eléctrico de la tercera carga debe ser V = -K(2Q) si queremos que cancele al de las otras dos. Si la tercera carga vale –2Q, debemos colocarla en cualquier punto que esté a una distancia r = 1 m del origen.

Ilustración creada por  Anne J. Cox. Modificado y adaptado por Joaquín Mur.
© 2004 Pearson Educación S. A.