Campo Eléctrico. Física 3 ECyT UNSAM 2015 Clases 2. Textos. Clase 2. Introducción al electromagnetismo.

Transcripción

1 ísica ECT UNSAM 5 Clases Intoucción al electomagnetismo Docentes: Diego Rubí Salvao Gil Tetos R. Hallia, D. Resnick M. Kane, ísica paa estuiantes e ciencias e ingenieía, 4ª e., vol. II (Méico, 99). Seas,. et al., ísica Univesitaia: Volumen II (Aison Wesle Longman, Méico D.., 999). G. Wilson, ísica, Pentice Hall, Méico, 997. D. Giancoli, ísica: Pincipios aplicaciones, Pentice Hall, Méico, 997. Getts, Kelle, Skove isica Clásica Moena Mc Gaw-Hill Méico, tml Campo Eléctico Clase Revisión e los visto Campo Eléctico Aplicaciones Diego Rubí Salvao Gil

2 Electicia Magnetismo Cuato lees básicas Le e Coulomb Las cagas elécticas se ataen o epelen Le e Gauss Magnetismo No ha polo magnéticos aislaos Le e Ampee Las coientes genean campos Magnéticos Le e Inucción e aaa Campos magnéticos en movimiento genean campos elécticos. Tensiones elécticas 4 Lees básicas Le e Coulomb Gauss Las cagas elécticas se ataen o epelen Le e Gauss Magnetismo No ha polo magnéticos aislaos k e q q 9 k e 9. N. m 4 πε / c 5 Lees básicas Le e Ampee Las coientes genean campos Magnéticos Le e Inucción e aaa Un campo magnético vaiables (flujos vaiable) genea un campo eléctico o tensión 6

3 Popieaes e las cagas Consevación e la caga Cuantización e la caga Le e Coulomb Pincipio e supeposición q q ke q q 9 k e 9. N. m 4 πε / c La mateia es e natualeza esencialmente eléctica, e hecho es la fueza eléctica la que liga los electones al núcleo 7 Pincipio e supeposición e las fuezas elécticas Neta ( q ) ( q ) a i a Las fuezas elécticas son muchísimas más fuetes que las fuezas gavitatoias ~ 4 k g G m m G ˆ e g 4 i q q 4 πε 9 ε 8.85 c / N. m k e 8.98 N. m / c 6.67 N. m / kg 4 πε 8 ˆ Concepto e Campo Campo e Tempeatuas (escala) Aula Temómeto º C P º C Estufa 7º C 6º C 5º C 4º C Pueta Líneas e Campo e tempeatuas Isotemas 9

4 Concepto e Campo Escala La intensia el Campo e Tempeatuas en el punto P coespone al valo que mie el temómeto en P Es una magnitu escala puesto la tempeatua lo es 4ºC P Poemos asocias a caa punto e aula una tempeatua T (,, z) Campo Témico Si la tempeatua vaía con el tiempo T (,, z, t) Campo Témico Estático Concepto e Campo Gavitatoio Si consieamos la Tiea en su totalia, DEINIMOS g M g G ˆ m g g m Tiea Aquí g es constante La intensia e campo; g, epene e M. CAMPO ELÉCTRICO E q CAMPO ELÉCTRICO e UNA CARGA PUNTUAL Q q Q, caga e pueba OJO El campo E NO epene e q, Solo e Q Lim q Q q 4 πε Q E ˆ Campo Eléctico; ueza po unia e caga que se ejece en un punto P e espacio sobe una caga e pueba q E q q E 4

5 Líneas e Campo Eléctico Iea intoucia po M. aaa. Las líneas e campo en caa punto tienen la iección el campo El númeo e líneas po unia e áea, es popocional a la intensia el campo E Dan una iea gafica e la iección e intensia el campo E Campo Eléctico (paa una caga puntual Q ) Se paecen mucho a las líneas el campo gavitacional e un planeta Q q 4 Campo Eléctico (paa una caga puntual Q - ) Se paecen mucho a las líneas el campo gavitacional e un planeta Q - q - 5 5

6 Campo Eléctico (paa una caga puntual Q) A una Distancia e una caga eléctica Q, la intensia e Campo Eléctico (E) es, según la Le e Coulomb: E q Q e K e Q q e q K e Q Q Q E ke ˆ ˆ q 6 Campo Eléctico (paa un ipolo eléctico ) Las líneas e campo son, si ambas cagas son e signo contaio: Ceca e caa caga Peo e moo más geneal Dipolo Q -Q Q -Q 7 E Campo eléctico. Sistema e cagas Pincipio e supeposición e campos: El campo neto ceao po un sistema e cagas es la suma vectoial e los campos ceaos po caa una e las cagas el sistema. Distibución continua Cagas iscetas e caga Total Ei i i q k i i E Total E k q i 8 6

7 Líneas e campo en esfeas planos Plano simetía Esfea con caga negativa Simetía esféica Plano positivo Simetía plana 9 Líneas e campo paa ipolos Plano simetía Dos cagas positivas Caga positiva caga negativa Dipolo eléctico Campo eléctico e una vailla cagao, Q, L E -L/ - λ. E ke k e E E λ ( ) λq/π.a λq/l cos q E ˆ λ. E cos Q E πε L L/ L / λ. L/ E ke k eλ / L / / ( ) L /. 4 7

8 Campo eléctico sobe el eje e un anillo cagao, Q, a λq/π.a α q E ˆ 4 πε λ a α E 4 πε λ a α cos 4 πε E Simetía λa cos ( a ) π α λa cos ε πε Q / ( a ) 4 ( a ) Campo eléctico sobe el eje e un isco unifomemente cagao. Q / 4 πε ( a ) σ Q/πR σ π a a / ( a ) σ R a a σ E / ε ( a ) ε R Campo eléctico sobe el eje e un isco unifomemente cagao e aios R σ E Lim R ε R Si R>> entonces E σ ε El campo es contante 4 8

9 Campo e os cagas iguales sobe el plano e simetía E E Componente se anula ( ) E i Componente NO se anula α kq q E (cosα) q / q / E q q. Esto no es un ipolo q. q E / 4 πε ( ( / ) ) 4 πε El campo está en el plano e Simetías / ( ( / ) ) Impotante tene en cuenta las Simetías 5 Campo e os cagas OPUESTAS - Dipolo E Componente se anula ( ) E i E E Componente NO se anula α kq q / ( senα ) q / -q / E q q. / ( ( / ) ) Esto es un ipolo n n( n ) q. ( ) n... /!! 4 πε ( ( / ) El campo está en el plano e Simetías ) 4 πε p Impotante tene en cuenta las Simetías 6 Campo e un Dipolo n n( n ) Algo paa ecoa ( ) n...!! () q q / q / 4 sen 8πε - / / p q. E E () E () q ( ( / ) ) El campo isminue más ápio que paa una caga puntual 7 / / ( )... ( / ) 8 q... >> 4 πε p 4 πε 9

10 Refeencias ísica paa estuiantes e ciencias e ingenieía - R. Hallia, D. Resnick M. Kane, 4ª e., vol. II (Méico, 99). ísica II - SERWAY R. ISICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO E. CENGAGE LEARNING- Meico ísica Univesitaia: Volumen II Seas,. et al., (Aison Wesle Longman, Méico D.., 999). G. Wilson, ísica, Pentice Hall, Méico, 997. ísica: Pincipios aplicaciones, D. Giancoli, Pentice Hall, Méico, 997. ísica Clásica Moena Getts, Kelle, Skove -Mc Gaw-Hill Méico, Agaecimiento Algunas figuas ispositivas fueon tomaas e: Clases e E. M.e V.H. Ríos UNT Agentina Clases E. M. el Colegio Dunalastai Lta. Las Cones, Santiago, Chile Ángel López IN 9