Campo Eléctrico en el vacío
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- Juan Manuel Navarro Río
- hace 7 años
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1 Campo Eléctrico en el vacío
2 Electrostática: Interacción entre partículas cargadas q1 q2 Ley de Coulomb En el vacío: K = N m2/c2 0 = C2/N m2 Balanza de torsión
3 Electrostática: Interacción entre partículas cargadas Distribución discreta de cargas Suma vectorial
4 Electrostática: Campo eléctrico Definimos el campo elétrico como un campo que se relacione con la fuerza eléctrica mediante: El campo creado por una partícula cargada: Es la fuerza que siente una carga de un culombio (positiva). El campo creado por una distribución discreta de cargas: Suma vectorial
5 Electrostática: Campo eléctrico Representación del campo: Líneas de campo Partícula individual Pares de partículas Nacen en las cargas positivas y mueren en las negativas
6 Electrostática: Campo eléctrico Distribución continua de cargas Densidad volumétrica de carga: Densidad superficial de carga: Densidad lineal de carga:
7 Electrostática: Campo eléctrico Campo creado por una varilla uniformemente cargada en un punto de su mediatriz: Varilla infinita:
8 Electrostática: Campo eléctrico Campo creado por un anillo uniformemente cargado en un punto de su eje: En el centro, el campo es nulo
9 Electrostática: Campo eléctrico Campo creado por un disco uniformemente cargado en un punto de su eje (integrando por anillos): Para un disco infinito, es decir plano cargado uniformemente:
10 Electrostática: Ley de Gauss para el campo eléctrico Flujo de campo a través de una superficie: Flujo a través de una superficie cerrada: El flujo de campo eléctrico a través de una superficie esférica centrada en la carga:
11 Electrostática: Ley de Gauss para el campo eléctrico La ley de Gauss establece que el flujo de campo a través de una superficie cerrada es igual a Q/ 0, siendo Q la carga total encerrada en la superficie. En forma diferencial:
12 Electrostática: Ley de Gauss para el campo eléctrico Cálculo del campo eléctrico utilizando la ley de Gauss Plano uniformemente cargado En la superficie lateral el flujo es nulo En las caras paralelas a la superficie, el campo es constante. La carga total encerrada es S. Superficie cilíndrica, de caras paralelas al plano, de sección S.
13 Electrostática: Ley de Gauss para el campo eléctrico Cálculo del campo eléctrico utilizando la ley de Gauss Esfera uniformemente cargada de radio R Varilla infinita cargada Superficie cilíndrica coaxial con la línea de carga Superficie esférica concéntrica
14 Electrostática: Potencial eléctrico Se define el potencial como el trabajo necesario para traer una carga desde el infinito: La diferencia de potencial entre dos puntos: Las cargas positivas se mueven de zonas de mayor a menor potencial
15 Electrostática: Potencial eléctrico El potencial generado por una partícula puntual: Distribución discreta de cargas: Distribución continua de cargas:
16 Electrostática: Potencial eléctrico Relación entre el potencial eléctrico y el campo que lo genera Calculo del campo y el potencial: Cálculo directo del campo e integración para obtener el potencial Cálculo del campo con la Ley de Gauss e integración para el potencial Cálculo directo del potencial y gradiente para el campo
17 Electrostática: Potencial eléctrico Relación entre el potencial eléctrico y el campo que lo genera Plano uniformemente cargado: (campo constante) Esfera uniformemente cargada:
18 Electrostática: Materiales conductores y aislantes Los materiales conductores tienen cargas móviles en su interior. Un conductor se encuentra en equilibrio electrostático: El campo eléctrico es nulo en su interior El exceso de carga se sitúa en la superficie, creando un campo 0 La densidad superficial de carga es mayor en las zonas de mayor curvatura
19 Electrostática: Movimiento de cargas en campo eléctrico La fuerza que sufre una partícula cargada: La ecuación de movimiento es: Si el campo es uniforme (creado por placas infinitas), se tiene aceleración constante:
20 Electrostática: Movimiento de cargas en campo eléctrico Definimos un dipolo como un par de cargas de signos opuestos, con una separación fija. Momento dipolar: El vector L va de la carga negativa a la positiva L
21 Electrostática: Movimiento de cargas en campo eléctrico Momento dipolar: La fuerza total es nula en un campo uniforme (o despreciable si L es pequeño) El momento tiende a colocar el dipolo siguiendo una línea de campo: El trabajo necesario para rotar el dipolo (igual a la menos energía potencial):
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