Arte

Ley de Gauss
El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga q contenida dentro de la superficie, dividida por la constante ε0. |

La superficie cerradaempleada para calcular el flujo del campo eléctrico se denomina superficie gaussiana.
Matemáticamente,
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La ley de Gauss es una de las ecuaciones de Maxwell, y está relacionada con elteorema dela divergencia, conocido también como teorema de Gauss. Fue formulado por Carl Friedrich Gauss en 1835.
Para aplicar la ley de Gauss es necesario conocer previamente la dirección y el sentido de laslíneas de campo generadas por la distribución de carga. La elección de la superficie gaussiana dependerá de cómo sean estas líneas.
Campo creado por un plano infinito
El campo eléctrico creado por unplano infinito cargado puede ser calculado utilizando la ley de Gauss.
En la siguiente figura se ha representado un plano infinito cargado con una densidad superficial de carga σ (= q/S) uniforme ypositiva. Las líneas de campo siempre salen de las cargas positivas, por lo que el campo creado por el plano será uniforme (ya que la densidad de carga lo es) y sus líneas irán hacia afuera de amboslados del plano.
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El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es siempre el mismo (ley de Gauss); en este caso, por simplicidad de cálculo, se ha elegido una superficiegaussiana cilíndrica (representada en rojo en la figura).
El flujo a través de la superficie lateral del cilindro es nulo (ninguna línea de campo la atraviesa). Las únicas contribuciones no nulas alflujo son las que se producen a través de sus dos bases. El flujo del campo eléctrico a través del cilindro es entonces:
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Como las dos bases del cilindro son iguales y el módulo del campo es elmismo en todos los puntos de su superficie, la integral anterior se simplifica, quedando:
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El valor del flujo viene dado por la ley de Gauss:
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Y q/S es la densidad superficial de carga σ:...