Atracción y repulsión entre dos barras planas

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Me ha surgido una duda no trivial con un actuador electrostático.
Imaginemos dos barras planas de aluminio planas sobre un papel próximas ente sí, si las cargamos con una carga Q1 igual a la otra Q2 pero de signo opuesto (Q1=Q, Q2=Q): se atraerán
Si son del mismo signo se repelerán: Q1=Q = Q2

Si ambas cargas son del mismo módulo, ¿será la fuerza de repulsión del mismo módulo que la de atracción o no?

[BUNAESE]

Supongo que al atraerse presionaran el dielectrico y se aproximaran de modo que la fuerza aumenta.

Por el contrario al repelerse el dielectrico no se vera presionado y las barras se separan ligeramente y la fuerza disminuye.

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Gracias, el dieléctrico es aire

El problema creo es que las cargas se repelen yendose más lejos entre sí, sin embargo con cargas opuestas igual se concentran más cerca entre sí :
La fuerza atractiva debiera ser mucho mayor. Ya demostré que las cargas en un metal están por la superficie (entre un 90-100%), pero no sé si en un metal sometidas a un potencial están equidistantes o no

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No tengo un par de láminas hoy en el laboratorio, así que usaré una página web:

Según https://www.emisoftware.com/calculator/ ... pacitance/
y https://www.emisoftware.com/calculator/ ... ar-plates/

La capacidad entre dos planchas coplanares de 40mm de ancho separadas 3mm y 500mm de largo son solo 13.25pF
Si las pongo en paralelo, la distancia entre ambas debe ser de 13mm para esa misma capacidad

Si mi teoría fuere cierta esa distancia debe ser menor de 43mm.
He de medirlas y hacer la integral, hoy no tengo tiempo

[Ramón]

Ya demostré que las cargas en un metal están por la superficie

¿?

(entre un 90-100%)

¿?

[pfdc]

Gracias, el dieléctrico es aire

Ya demostré que las cargas en un metal están por la superficie (entre un 90-100%), pero no sé si en un metal sometidas a un potencial están equidistantes o no

Yo pensaba que tu eras físico de formación y que habías estudiado campos electicos. Lo siento pero tu no has demostrado nada. En preuniversitario ya se estudiaba que en un conductor todas las cargas están en la superficie y no el 90-100% que dices tu.

[fusion]

En la universidad hacíamos cálculos de los dos tipos: teniendo en cuenta que están todas en la superficie y distribuidas equitativamente y de hecho no queda claro por mucho que leas
Según el teorema de gauss dentro no hay campo, por eso se supone que las cargas están por fuera, sin embargo haciendo cálculos me aparecía que había estados de MENOR ENERGÍA donde las cargas estaban distribuidas de distinta forma, por tanto no me quedaba claro, y dado que me jugaba bastante en el proyecto, lo medí:

viewtopic.php?t=22525

Si no os parece riguroso o que cometiera algún fallo pues decir en qué ecuación, cálculo o medición me he podido equivocar

De todas formas las medidas que hice en su día las hice con una señal de muy bajo nivel, estoy CASI SEGURO que si meto muchas más cargas el porcentaje de partículas dentro de la esfera es mayor, simplemente porque en cuanto hayan muchas en la superficie será energéticamente más costoso meter una carga en la superficie que dentro de la esfera, si interesa el tema guardo las esferas por ahí, y ahora dispongo de amplificadores mucho más potentes

Prueba de ello es que en el átomo los electrones no están todos en la misma "capa" energética y si no lo crees mira el espectro del gas xenón


Ahora lo que digo no es que si las cargas están fuera o dentro, pues que las cargas estén fuera no quiere decir que estén a una distancia equitativa si hay presencia de campos eléctricos, pues se tienen que distribuir de modo que anulen el campo DENTRO del conductor
Por eso he de hacer integrales para ver que pasa
Me parece voy ha hacer la prueba también a mayor voltaje, por lo mismo

[troglodita]

viewtopic.php?t=22525

Precisamente en ese hilo añadí hace un mes un enlace al tema de la distribución de cargas en una superficie.

Creo que por muchas cargas que haya en la superficie, nunca se llega a llenar. Antes saltan al exterior por repulsión entre ellas. Creo recordar que el máximo potencial en una esfera de superficie infinita es de 1 x 10 ^ 9 voltios y aún así correspondería sólo a un electrón de más por cada 575 átomos más o menos. Este cálculo creo que lo vi en el Tamiz.

Me he vuelto a encontrar con esa información. Creía haberla visto en el Tamiz pero fue en el curso de física interactiva que seguro la mayoría conocéis, y que está bastante bien.

Al final de este enlace están los cálculos. Es un átomo ionizado de cada 576 la máxima carga que se puede acumular en la superficie de un conductor y correspondería a un campo eléctrico de 1 x 10 ^ 9 voltios/metro.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/elec ... ctor2.html

[fusion]

Y lo leí y te doy las gracias, de hecho, ahora que si puedo hago el experimento, usaré ese cálculo para ver si me sale un voltaje razonable, o sea, menos de 20 mil voltios, hay que tener en cuenta que la medida la haré en AC y a esos voltajes no debo meter más de 300khz

El motivo de que lo que hago "parece estar en contradicción" con la ley de Gauss u otras no es así, sino que el enfoque que hago de la física no es académico, sino de aplicación práctica y la mayor parte de las veces la solución de mis problemas no están en los libros. De hecho si lees bien el hilo verás que Gauss me dió un buen puñetazo en el ojo, o sea, lo pasé genial un par de horas en el laboratorio
A ver si pillo otras dos horas para meterle el voltaje.

Las esferas son de 100mm de diámetro, por suerte aun las tengo ¿que voltaje máximo puedo meterlas?, mi idea es ponerlas de 3 a 100mm de distancia

[Richard R Richard]

No se si se te ocurrió hacer este experimento, unir las placas con una cruz movil aislada, o forma de tijera, si las cargas estan bien colocadas en cantidad, la separación deberia mantenerse estable o en equilibrio, pero si cede es debido a dos posibles causas, desequibrio entre cantidades de cargas en las placas ó, a que llevas razón y la fuerza es menor en un juego de placas, pero parece tan simple que ya lo hubieramos notado, como no es caro imprimier un soporte en forma de tijera , haz la prueba y sacate la duda.

Te pondria una imagen pero no se como en este foro.... y no tengo lugar conocido donde alojarla para linkearla.

como imagen sirve la previa de un mensaje anterior

P1 =Placa 1 arriba izquierda cargada con Q+
P2 =Placa 2 arriba deecha cargada con Q+
P3 =Placa 3 abajo izquierda cargada con Q+
P4 =Placa 4 abajo derecha cargada con Q-

Puedes unir con una barra aislante las placas P1 con P4 y P2 con P3 , une por el medio ambas barras aisladas como un cruz,(tijera), la fuerza de atracción creará un momento sobre el punto de apoyo y la de repulsión otro contrario sobre el mismo punto, si los brazos y disposición son simétricos, solo se puede perder el equilibrio de momentos debido a que la fuerza entre cargas separadas es menor... reitero, esto ya se sabría, pero tienes que ver para creer...

para cargarlas une P1 P2 y P3 con un mismo borne y P4 con el borne opuesto, si los tamaños , masas y anclaje te quedan simetricos, entonces es mas facil versi hay diferencias de fuerzas , variando el voltaje de carga, ya que la capacidad queda definida por el diseño.

Saludos