Question

Las placas paralelas de un capacitor de 11cm por lado (forma cuadrada), están separadas por 2mm de distancia. Cada placa tiene una carga de 140.52nC. Entre las placas existe un dieléctrico de Teflón con constante dieléctrica K=2.1 Encontrar: La diferencia de potencial entre las placas.​

Answer 1

La diferencia de potencial entre las dos placas planas paralelas es de 1247 V.

¿Cómo hallar el campo eléctrico entre las placas?

Suponiendo que las dos placas constituyen sendos planos con carga eléctrica distribuida uniformemente y despreciando los efectos de borde, podemos comenzar calculando la distribución superficial de carga de cada placa conociendo la carga y el área:

$\sigma=\frac{Q}{A}=\frac{140,52\times 10^{-9}C}{0,11m.0,11m}=1,16\times 10^{-5}\frac{C}{m^2}$

Como una placa tiene carga positiva, el campo eléctrico generado por ella apunta en dirección opuesta a ella, mientras que el campo eléctrico generado por la placa negativa apunta hacia ella, por lo que ambos campos eléctricos se refuerzan, el campo eléctrico resultante es:

$E=\frac{\sigma}{2\epsilon}+\frac{\sigma}{2\epsilon}=\frac{\sigma}{\epsilon}=\frac{1,16\times 10^{-5}C/m^2}{2,1.8,85\times 10^{-12}\frac{C^2}{Nm^2}}\\\\E=623670\frac{N}{C}=623670\frac{V}{m}$

¿Cómo hallar la diferencia de potencial?

La diferencia de potencial entre las placas se puede hallar aplicando la expresión para un campo eléctrico uniforme, donde 'r' es la distancia entre las placas:

$U=E.r=623670\frac{V}{m}.0,002m\\\\U=1247V$

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