Campo y potencial eléctrico

Campo eléctrico entre los planos. Las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las negativas. Con el plano inferior positivo y el superior negativo, el campo entre ellos es uniforme, vertical y hacia arriba: $\vec E = E\,\vec j$.

Condición de equilibrio. Sobre la partícula actúan su peso, vertical y hacia abajo, y la fuerza eléctrica. Para que la resultante sea nula:$$\vec F_e + m\vec g = 0\quad\Longrightarrow\quad \vec F_e = -m\vec g = m g\,\vec j$$La fuerza eléctrica ha de ser vertical, hacia arriba, y de módulo $mg$.

Signo de la carga. La fuerza eléctrica es $\vec F_e = q\vec E = qE\,\vec j$. Para que apunte hacia arriba ($+\vec j$), igual que el campo, hace falta $q > 0$. Una carga negativa sentiría una fuerza hacia abajo, que se sumaría al peso, y caería.

Además, igualando módulos, $q = mg/E$: el equilibrio solo se da para un valor concreto del cociente entre carga y masa.