q d y se mide en N C

Transcripción

1 Campo eléctico Campo eléctico es la zona el espacio en la ue apaecen fuezas e atacción o e epulsión ebio a la pesencia e una caga. Caacteísticas e las cagas: Hay os tipos e cagas: positivas y negativas. Las cagas el mismo signo se epelen y las e istinto signo se ataen. Las cagas elécticas apaecen y esapaecen po paes, po lo ue hay tantas cagas positivas como negativas y la suma e toas es ceo. Toas las cagas son múltiplo e la más peueña ue es la el electón (1, C). La unia e caga en el SI es el Culombio, aunue nomalmente se utilizan submúltiplos mc=10-3 C C=10-6 C nc=10-9 C pc=10-1 C La fueza e atacción o e epulsión es iectamente popocional a las cagas e invesamente popocional a la istancia ue las sepaa (ley e Coulomb): 1 F k ; en el vacío k= Nm C -. La fueza va en la iección ue une los centos e las cagas. La constante k epene el meio en el ue estén las cagas y suele escibise en función e la 1 constante ieléctica el meio k. Su valo en el vacío es o =8, C N -1 m -. 4 aa cualuie oto meio es ; o es la constante ieléctica elativa (inica el númeo e veces ue es mayo con especto a la el vacío y no tiene uniaes). Meio Aceite, aafina,3 Viio 5 Agua 80 Intensia e campo eléctico Se efine como la fueza ue actúa sobe la unia e caga positiva. s una magnitu vectoial y tiene la misma iección ue la fueza F k y se mie en N C Líneas e fueza el campo eléctico Son caa una e las tayectoias ue seguiía la caga unia positiva abanonaa en un punto cualuiea el espacio. aa ibujalas hay ue tene en cuenta ue: ntan en las cagas negativas Salen e las cagas positivas l númeo e líneas es popocional al valo e la caga La fueza ue actúa sobe la caga es tangente a la línea e fueza en caa punto. Las líneas e campo no se cotan Fco Javie Coal

2 Campo eléctico otencial eléctico s una magnitu escala (la caga se pone con el signo coesponiente) ue se efine como el tabajo necesaio paa taslaa la unia e caga positiva ese el infinito hasta un punto. V k Las líneas (supeficies en 3D) euipotenciales son las ue se obtienen unieno toos los puntos en los ue el potencial tiene el mismo valo. Las líneas euipotenciales no se pueen cota y son pepeniculaes en caa punto al campo eléctico. l potencial se mie en voltios en el SI. La ifeencia e potencial ente os puntos se efine como el tabajo necesaio paa taslaa la caga unia positiva ese un punto A hasta oto B: B B B B W W k k k k V V V V A A A A A B A B B A A B Tabajo en el campo eléctico Si el tabajo paa taslaa la unia e caga ese un punto A hasta oto B es la ifeencia e potencial, paa taslaa una caga e culombios: W (V V ) (V V ) A B B A se tabajo es inepeniente el camino seguio, solo epene e los puntos inicial y final (fueza consevativa). Se tata e una magnitu escala po lo ue a la caga se le pone el signo coesponiente. l tabajo es negativo si se ealiza en conta e las fuezas el campo y positivo si es ealizao po las fuezas el campo. - - Fco Javie Coal

3 Campo eléctico negía potencial eléctica Se efine como el tabajo necesaio paa tae una caga ese el infinito hasta un punto. k Si tenemos ue tae tes cagas ese el infinito, el tabajo necesaio (enegía potencial) seá: La pimea caga viene gatis, no tiene ue vence ninguna fueza: 1 0. La seguna tiene ue vence la fueza ue ejece la pimea e las os k k 1 1 k luego el tabajo total seá 3 1 y la tecea tiene ue vence la fueza W k k k Flujo eléctico Sup Se efine como el númeo e líneas e campo ue ataviesan una supeficie. Depene el valo el campo, el tamaño e la supeficie y e la oientación ue tenga esta con especto al campo. S S S cos Teoema e Gauss atimos e la expesión el campo eléctico ceao po una caga k 4 0 si esa caga está ento e una supeficie ceaa (esféica) el flujo seá Aplicaciones el Teoema e Gauss 1. Campo ceao po una esfea cagaa: A A B B S La caga está epatia unifomemente po la supeficie. No hay cagas en inteio. aa calcula el campo se taza una supeficie ue tenga la misma foma ue la ue aloja la caga y ue pase po el punto en el ue ueemos calcula el campo (supeficie gaussiana). l campo en un punto exteio es: B B B 0 40B S n los puntos inteioes a la esfea el campo se anula poue toas las cagas están fuea e esa supeficie Fco Javie Coal

4 Campo eléctico S 0 A A A 0 40A La vaiación el campo con especto a la istancia es la e la figua: ceo en el inteio e la esfea, máximo en la supeficie y isminuyeno hasta hacese ceo en el infinito. SF istancia. Campo ceao po un hilo: L Si tenemos un hilo e longitu L (muy lago) con una caga, la ensia e caga es. L Tazamos la supeficie po y aplicamos Gauss. S L 3. Campo ceao po una lámina: Tenemos una lámina plana e supeficie S (lago y ancho muy ganes) y caga. La ensia e caga supeficial es. S l campo ceao po la lámina en el punto es S SU S l campo no epene e la istancia a la ue esté el punto y vale lo mismo paa toos los puntos. Un conensao plano está fomao po os láminas planas, paalelas, iguales y con la misma caga peo e signos contaios. l campo eléctico en el inteio es constante y las líneas e campo son paalelas. l campo eléctico en el exteio es ceo. l campo en el inteio el conensao es La ifeencia e potencial ente las láminas es V V Fco Javie Coal

5 Campo eléctico Analogías y ifeencias ente campo gavitatoio y eléctico. Campo gavitatoio Campo eléctico s univesal. xiste paa toos los cuepos. No epene el meio. La intensia el campo es peueña ebio al valo e G=6, SI. No puee apantallase. l campo ataviesa los cuepos. uee se unifome en zonas muy ganes el espacio. No se pueen consegui zonas el espacio en las ue el campo sea nulo. Una masa en eposo o en movimiento genea un campo gavitatoio. Sólo apaece cuano los cuepos tienen caga neta. Depene el meio. n caa meio la constante ieléctica tiene un valo istinto. La intensia el campo es gane ebio al valo e k= SI. La constante k es 10 0 veces más gane ue G. uee apantallase. l campo no peneta en los apaatos e meia. uee se unifome en zonas muy peueñas el espacio (inteio e un conensao) Se pueen obtene zonas el espacio en las ue el campo es nulo. Una caga en eposo cea un campo eléctico. Cuano se mueve cea un campo eléctico y un campo magnético. l campo es consevativo: el tabajo paa esplaza una masa o caga ese un punto hasta oto solo epene e los puntos inicial y final peo no el camino ecoio. Las expesiones fomales tienen la misma foma sin más ue sustitui una constante po ota y la masa po la caga. s invesamente popocional a la istancia. Las líneas e fueza el campo son abietas y tienen la iección el campo. Las fuezas son centales No tienen fuentes. Toas las líneas e fueza el campo nacen en el infinito. Las fuezas ente masas son siempe e atacción. Tienen fuentes. Si la caga es positiva toas las líneas el campo comienzan en el mismo punto: en el cento e la caga +. Tienen sumieos. Si la caga es negativa toas las líneas el campo teminan en el mismo punto: en el cento e la caga -. Las fuezas ente cagas son e atacción si las cagas tienen istinto signo y e epulsión si el signo es igual Fco Javie Coal