Auxiliar 8: Conductores II
Conductores con múltiples cavidades y cargas, blindaje electrostático, y cómo las cargas externas no afectan lo que ocurre dentro de una cavidad.
Temas que cubre
- Esferas conductoras con múltiples cavidades y cargas puntuales en cada una
- Distribución de cargas inducidas en todas las superficies (interior y exterior)
- Blindaje electrostático: independencia del campo en la cavidad de influencias externas
- Efecto de conectar conductores a tierra (poner a $V = 0$)
- Conductores concéntricos con cargas libres
Conceptos clave
Múltiples cavidades
Cada cavidad actúa de forma independiente. Si la cavidad $i$ tiene carga $q_i$, la superficie interior de esa cavidad tiene $-q_i$. La superficie exterior acumula la suma total.
Blindaje electrostático
El campo dentro de una cavidad de un conductor depende solo de las cargas en esa cavidad, no de lo que hay fuera. El conductor "apantalla" completamente el interior.
Conductor a tierra
Conectar a tierra fuerza $V = 0$. La carga del conductor puede cambiar (fluye hacia/desde tierra) para mantener ese potencial. Permite calcular la nueva distribución.
Conservación de carga
Si el conductor está aislado, la carga total se conserva: $q_{\text{total}} = q_{\text{int. cav. 1}} + q_{\text{int. cav. 2}} + \ldots + q_{\text{superficie exterior}}$.
Fórmulas fundamentales
Qué hay que entender
- Para cada cavidad: aplica Gauss con superficie dentro del conductor para hallar $q$ en la cara interior.
- Suma algebraicamente todas las cargas inducidas interiores y la carga "libre" del conductor para obtener la carga en la superficie exterior.
- El campo fuera del conductor equivale al de una carga puntual igual a la carga en la superficie exterior, ubicada en el centro.
- Las cargas externas NO cambian el campo dentro de ninguna cavidad.