CÓMO DETECTAR UN CAMPO ELÉCTRICO?

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Nicolás Sáez Piñeiro
hace 6 años
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una carga interactúa con otra que está a su alrededor

Una pequeña carga positiva q sirve para detectar si

1 CAMPO ELÉCTRICO! E Es aquella región de espacio que rodea a una carga eléctrica. Este campo funciona como transmisor mediante el cual una carga interactúa con otra que está a su alrededor CÓMO DETECTAR UN CAMPO ELÉCTRICO? Una pequeña carga positiva q sirve para detectar si en un punto existe un campo eléctrico generado por una carga Q. Si «q» sufre atracción o repulsión, significa que en dicho punto existe un campo eléctrico

El concepto de campo no se limita solo a la

campo gravitacional, pues una masa m colocada en

2 El concepto de campo no se limita solo a la electrostática. De manera que decimos que alrededor de la Tierra (o en torno a cualquier cuerpo material) existe un campo gravitacional, pues una masa m colocada en cualquier punto del espacio alrededor de la Tierra, queda sometida a la acción de la fuerza gravitatoria

3 CARACTERÍSTICAS DEL VECTOR CAMPO ELÉCTRICO 1.MAGNITUD está dada por la fuerza eléctrica que actúa por unidad de carga F N KQ E = E = 2 q C r 2. DIRECCIÓN Y SENTIDO Están dados por la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre la carga de prueba positiva colocada en el punto

4 OBSERVACIONES: 1. La carga de prueba q no aparece en esta expresión. Concluimos que la intensidad del campo en un punto no depende de la carga de prueba 2. La intensidad o magnitud del campo es proporcional a la carga Q que origina el campo 3. La magnitud del campo es inversamente proporcional al cuadro de la distancia

5 r E 2r E 4 3r E 9 4r E 16

6 Campo creado por varias cargas puntuales: El campo resultante en el punto P es el resultado de sumar vectorialmente cada uno de los campos individuales creados por las cargas «principio de superposición» Hacia donde apunta el campo resultante en P?

7 EJEMPLOS 1. Para la situación de la figura: a) Determina el campo eléctrico en P debido a la carga Q= 4 µc b) Qué fuerza experimenta una carga q = 5 µc ubicada en P? 2. Determina el campo eléctrico en P debido a la carga Q= 3 µc

8 3. Determina el campo eléctrico resultante en P debido a las cargas Q 1 =6x10 8 C y Q 2 =4x108 C 4. Determinar x sabiendo que en P el campo eléctrico es nulo Q 1 = 2 µc; Q 2 =8 µc

9 5. Determina el campo eléctrico resultante en P debido a Q 1 y Q 2 Q 1 =4 µc ; Q 2 =3 µc

10 LÍNEAS DE FUERZA El método consiste en trazar líneas que apunte en la dirección del vector campo eléctrico. Estas líneas se denominan «líneas de fuerza» Concepto introducido por Michael Faraday con la finalidad de representar el campo eléctrico mediante diagramas

11 LÍNEAS DE FUERZA

12 REGLAS PARA DIBUJAR LAS LÍNEAS DE FUERZA Nacen desde las cargas positivas Convergen en las cargas negativas QUÉ INFORMACIÓN ENTREGAN LAS LÍNEAS DE FUERZA? En las zonas donde las líneas están más cercanas el campo es más intenso El vector campo eléctrico es tangente a la línea de campo

13 LÍNEAS DE FUERZA Otras configuraciones:

14 LÍNEAS DE FUERZA La dirección del campo eléctrico en un punto cualquiera es tangente a la línea de campo que pasa por ese punto.

15 Las líneas de fuerza salen de las cargas positivas y entran en las cargas negativas El vector campo eléctrico es tangente a la línea de fuerza

16 Ejemplo: Dibuja el vector campo eléctrico en los puntos P1 y P2

CAMPO ELECTRICO UNIFORME O CONSTANTE Se tiene un campo eléctrico uniforme

en comparación con el tamaño de las placas.

17 CAMPO ELECTRICO UNIFORME O CONSTANTE Se tiene un campo eléctrico uniforme cuando presenta la misma magnitud (intensidad), dirección y sentido en todos los puntos del espacio Cómo se logra? Ubicando dos placas planas y paralelas separadas una distancia «d» pequeña en comparación con el tamaño de las placas. Las placas deben tener la misma cantidad de carga pero de signos contrarios. El campo eléctrico siempre se orienta de la placa positiva a la negativa

18 MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME Movimiento perpendicular al campo

19 MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME Movimiento paralelo al campo

Rapidez en función del tiempo v f = v i at Distancia recorrida d = v

20 Las partículas cargadas quedan sometidas a una fuerza constante que provoca una aceleración constante (MRUA) Aceleración a = F m = qe m Rapidez en función del tiempo v f = v i at Distancia recorrida d = v i t 1 2 at2 Ecuación extra Independiente del tiempo v f 2 = v i 2 2ad

21 Una partícula con carga negativa Una partícula con carga positiva se mueve en contra de las líneas de fuerza, hacia la placa positiva se mueve en el sentido de las líneas de fuerza, hacia la placa positiva

22 PARTÍCULA EN EQUILIBRIO AL INTERIOR DE UN CAMPO ELÉCTRICO Fuerza eléctrica Peso Fuerza eléctrica = Peso

23 EJEMPLO 1: Un haz de partículas formado por protones, neutrones y electrones penetra en un campo eléctrico uniforme: a) Indique que haz corresponde al protón, neutrón y electrón b) Por qué la curvatura de A esta mas acentuada?

24 EJEMPLO : El campo eléctrico de la figura tiene una magnitud de 2x10 4 N/C, y la distancia entre las placas es 7 mm. Suponga que un electrón se deja libre y en reposo cerca de la placa negativa: a) Qué aceleración adquiere el electrón? b) Cuánto tarda en desplazarse de la placa negativa a la positiva? c) Con que rapidez llega a la placa positiva? q electrón =1,6x10 19 C; masa electrón =9,1x10 31 Kg! E

25 EJEMPLO 3: El campo eléctrico de la figura tiene una magnitud de 3x10 7 N/C, y la distancia entre las placas es 4 mm. Suponga que un electrón se deja libre y en reposo cerca de la placa negativa: a) Qué aceleración adquiere el electrón? b) Cuánto tarda en desplazarse de la placa negativa a la positiva? c) Con que rapidez llega a la placa positiva? Q electrón =1,6x10 19 C; masa electrón =9,1x10 31 Kg! E

EJEMPLO 4: Una gota de aceite pesa 1,9 10 14 N y está suspendida en un campo eléctrico de magnitud 4 10 4

26 EJEMPLO 4: Una gota de aceite pesa 1, N y está suspendida en un campo eléctrico de magnitud N/C: A) Cuál es la carga de la gota? B) Si la placa superior es positiva, Cuántos electrones tiene en exceso?

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