¿Por qué se utiliza un cable con carga infinita en una aplicación de la ley Gauss?

La ley de Gauss se usa para calcular el campo eléctrico en superficies simétricas respectivas a una distribución de carga. Entonces, si puede encontrar una superficie que sea simétrica a una distribución de carga, utilizando el argumento de la simetría y la ley de Guass puede encontrar el campo eléctrico en cada punto de la superficie.

Ahora, cuando enfrenta situaciones en las que necesita calcular un campo eléctrico en un punto cercano a un cable cargado o una carga similar a un cable con carga larga, puede usar la ley de Gauss para encontrarlo.

Puede pensar dónde obtendrá un cable infinitamente largo. De hecho, el cable no necesita ser infinitamente largo. Si el cable es lo suficientemente largo como para que sus puntos finales no tengan un efecto significativo en el punto donde desea calcular el campo eléctrico, puede usar la fórmula que se aplica en caso de cable cargado infinitamente largo.

Dicho esto, también se utiliza para demostrar cómo aplicar la ley de Gauss.

Puede ver si considera una superficie cilíndrica cuyo eje es el cable cargado, cada punto en su superficie curva es igual al cable. Entonces, la magnitud del campo eléctrico debe ser la misma en cada punto de la superficie curva. La dirección del campo eléctrico en cada punto también se puede deducir del argumento de simetría. La dirección resulta ser normal al cable ya que esta es la única dirección única en relación con la distribución de carga.

Ahora el flujo total a través de la superficie cilíndrica se calcula mediante la ley de Gauss. Esto también es igual al flujo a través de la superficie cilíndrica curvada en la superficie no curvada, tienen 0 flujo a través de ellos, debido a que la dirección del campo eléctrico es paralela al área de la superficie no curva.

Ahora divida el flujo total por el área de superficie curva total, obtendrá un campo eléctrico en cada punto de la superficie curva. Este ejemplo muestra cómo usar la ley de Guass.