Zastosowanie prawa Gaussa: Płaskie rozkłady ładunków
Teraz obliczymy pole od nieskończonej jednorodnie naładowanej płaszczyzny. W tym celu wprowadzamy powierzchniową gęstość ładunku \( \sigma \) równą ilości ładunku przypadającego na jednostkę powierzchni. Powierzchnię Gaussa wybieramy na przykład w postaci walca takiego jak na Rys. 1.
Ładunek otoczony przez powierzchnię Gaussa jest równy \( Q_{wewn.}=\sigma S \), gdzie \( \sigma \) jest gęstością powierzchniową, a \( S \) powierzchnią podstawy walca. Z symetrii wynika, że pole \( {\bf E} \) jest prostopadłe do płaszczyzny więc nie przecina bocznej powierzchni walca (strumień przez boczną powierzchnię jestrówny zeru).
Z prawa Gaussa otrzymujemy
{\mathit{E}2S=\frac{\mathit{\sigma S}}{\varepsilon _{{0}}}}
\)
gdzie czynnik 2 odpowiada dwóm podstawom walca (linie pola wychodzą w obie strony). Ostatecznie więc
{E=\frac{\sigma }{2\varepsilon _{{0}}}}
\)
W praktyce stosuje się, pokazany na Rys. 2 , układ dwóch płaskich równoległych płyt naładowanych ładunkami jednakowej wielkości ale o przeciwnych znakach (kondensator płaski).
Pole wytwarzane przez płytę naładowaną ładunkiem dodatnim jest równe \( E_{+}=\sigma/2\varepsilon_{0} \) i skierowane od płyty. Natomiast pole wytwarzane przez płytę naładowaną ujemnie ma tę samą wartość \( E_{-}=\sigma/2\varepsilon_{0} \) ale skierowane jest do płyty. Zatem w obszarze (I)
{E_{{1}}=\frac{\sigma }{2\varepsilon _{{0}}}+\left(-{\frac{\sigma
}{2\varepsilon _{{0}}}}\right)=0}
\)
w obszarze (II)
a w obszarze (III)
Widzimy, że na zewnątrz układu pole jest równe zeru a pomiędzy płytami ma w każdym punkcie stałą wartość \( \sigma /\varepsilon _{0} \) . Takie pole nazywamy polem jednorodnym.