Cuando se trata de la carga y el campo eléctrico casi lo sabemos todo, pero ¿qué pasa con la ley de Gauss? La ley de Gauss es un tema importante en este capítulo, pero antes de entrar en la ley de Gauss tenemos que entender lo que es la superficie de Gauss y cómo determinar una superficie de Gauss?
Antes de proceder sobre cómo determinar una superficie de Gauss vamos a entender primero lo que es una superficie de Gauss.
¿Qué es una superficie de Gauss?
Superficie en la que el ángulo (ө) entre el campo eléctrico (E) y el vector área (A) es siempre constante en todos y cada uno de los puntos, este tipo de superficie se conoce como superficie de Gauss. Así que para saber sobre el campo eléctrico tengo un artículo dedicado a la carga eléctrica y al campo, así que léelo también.
Sabemos que la cantidad vectorial tiene magnitud y dirección, por lo tanto los vectores de área son vectores de superficie plana cuya magnitud es el área de la superficie y la dirección es perpendicular a la superficie.
Vector de área
¿Pues cómo identificarás una superficie gaussiana si ves una?
¿Cómo determinar una superficie gaussiana?
Sabemos que la superficie gaussiana sigue la ley de Gauss y el ángulo (ө) entre el campo eléctrico (E) y el vector área (A) es siempre el mismo en cada punto. Así que para determinar una superficie gaussiana sólo tenemos que comprobar si en cada punto de una superficie el ángulo (ө) es igual o no.
Ley de Gauss:
Aquí están los pasos para determinar una superficie gaussiana:
Paso 1: Seleccionar la superficie de un cuerpo u objeto
Así que a menudo la gente se confunde y empieza a comprobar si el ángulo es el mismo para todos los puntos de un cuerpo o no. Bueno, lo que hay que tener claro es que queremos identificar si una superficie de un cuerpo es una superficie gaussiana o no y, por lo tanto, comprobar el ángulo (ө) en cada punto de la superficie y no en todos y cada uno de los puntos de todo el cuerpo.
Identificar una superficie
En la imagen anterior estamos considerando la región no sombreada para encontrar si es una superficie gaussiana o no y la región sombreada no se considera porque necesitamos encontrar si una superficie en un objeto es una superficie gaussiana o no.
P.s: Significa que un cuerpo puede tener más de 1 superficie gaussiana.
Paso 2: Comprobar la dirección del campo eléctrico (E)
Ahora después de decidir la superficie hay que comprobar la dirección del campo eléctrico desde la superficie.
Desde donde salen las líneas de campo eléctrico en una superficie.
Dirección del campo eléctrico
Si no sabes sobre el campo eléctrico o las líneas de campo eléctrico tenemos otro artículo sobre esto también léelo porque hemos proporcionado notas escritas a mano también con cada derivación del campo eléctrico y la superficie de Gauss y la ley también. Haga clic aquí para leer ese artículo
Paso 3: Comprobar el vector área (A)
Después de comprobar la dirección del campo eléctrico que necesita para comprobar el vector área de la superficie. El vector área es en realidad un vector cuya dirección es siempre perpendicular a la superficie.
Paso 4: Comprobar el ángulo entre el vector área (A) y el campo eléctrico (E)
Así que después de determinar la dirección del campo eléctrico y el vector área ahora es el momento de averiguar el ángulo (ө) entre ellos.
Ángulo entre el vector área y el campo eléctrico
Comprueba si el ángulo entre ambos es el mismo en todo el punto. Si la respuesta es afirmativa, se trata de una superficie gaussiana.
Bueno, una pregunta que puede haber golpeado es ¿por qué es necesario determinar una superficie gaussiana por qué es tan importante?
¿Por qué es necesario determinar una superficie gaussiana y cómo nos ayuda?
La superficie gaussiana nos ayuda en la evaluación del campo eléctrico debido a la distribución de carga diferente.
Si quieres encontrar sobre la evaluación del campo eléctrico debido a la distribución de carga diferente tengo mis notas personales subidas en este sitio. Haga clic aquí para ir al artículo para descargar notas.
Algunos ejemplos de la superficie de Gauss:
Así que algunos de los ejemplos de la superficie de Gauss son:
1. Superficie gaussiana cilíndrica imaginaria creada para averiguar el campo eléctrico debido a un conductor recto cargado. Encontrarás esta derivación en nuestros apuntes también 🙂
2. Superficie gaussiana cilíndrica imaginaria creada para averiguar el campo eléctrico debido a una lámina plana cargada. Encontrarás esta derivación en nuestros apuntes también 🙂
