5.1 Conductores
Los conductores son materiales que disponen de cargas eléctricas libres.
Imagina que se introduce un conductor, en equilibrio electrostático, en el interior de un campo eléctrico Eext.
¿Qué va a ocurrir?
Las cargas del conductor son sometidas a una fuerza F=qEext. Como consecuencia, las cargas positivas se van a mover en la dirección y sentido del campo y las negativas en sentido contrario. Recuerda que se está hablando de cargas con libertad de movimiento. La situación será parecida a la que representa la figura.
A medida que las cargas se desplazan, van generando un campo eléctrico en el interior, que está dirigido desde las cargas positivas desplazadas hasta las negativas, es decir, un campo que se opone al exterior, vamos a llamar a este campo Eint. La figura representa esto:
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Imagen de Juan Carlos Collantes en INTEF. CC |
¿Hasta cuándo va a estar ocurriendo esto?
Conforme las cargas se mueven, el campo interior va anulando el exterior, de forma que el campo neto dentro del conductor es Eneto=Eext-Eint. Pero llegará un momento en el cual ambos campos interior y exterior alcancen el mismo valor, Eext=Eint. En ese momento, el campo neto es nulo y las cargas dejarán de desplazarse. La conclusión de todo esto es:
Importante
El campo eléctrico en el interior de un conductor en equilibrio electrostático es cero.
Si el campo en el interior de un material conductor en equilibrio electrostático es nulo, no puede haber carga eléctrica en el interior del mismo. Por tanto, la carga de un conductor se acumula en su superficie.
El campo eléctrico externo al conductor no puede tener componente tangencial, ya que las cargas de la superficie se moverían sobre ella y ya no sería un conductor en equilibrio; es decir, el campo externo es normal a la superficie del conductor.
Conocimiento previo
El hecho de que el campo eléctrico en el interior de un conductor es cero, permite cosas tan curiosas como la jaula de Faraday. ¿Pero que es éso? Es, simplemente, una caja metálica dentro de un campo eléctrico, como por ejemplo un avión en el interior de una tormenta. Observa este vídeo
| Vídeo de Telemadrid alojado en Youtube |
Así que puedes deducir que si hay tormenta eléctrica, un buen sitio para reservarse de los rayos es el interior de un coche. Sin embargo, yo que tú andaría con ojo, porque si cae un rayo sobre el vehículo es probable que se incendie el depósito de gasolina, aunque no te electrocutes.