ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 1

Campo eléctrico.

Ley de Coulomb: eficiente pero complicaciones técnicas.

Interacción instantánea.

Otra herramienta?

Intermediario?

Ganancia operacional; mayor complejidad conceptual.

 

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Carga eléctrica Carga eléctricaCampo eléctrico

Para determinar la interacción entre cargas :

Se determina el campo eléctrico establecido por la primera carga en algún punto del espacio genérico

Se calcula la fuerza que el campo ejerce sobre la segunda carga.

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¿Cómo se “ve” el campo eléctrico?

Líneas de fuerza. Nos sirven para tener una idea “visual” del campo eléctrico. Para dibujarlas seguimos los siguientes pasos:

1) Las líneas de fuerza dan la dirección del campo eléctrico en cada punto.

2) Las líneas de fuerza se originan en cargas positivas y terminan en cargas negativas.

3) Las líneas de fuerza se trazan de tal forma que el número de líneas por unidad de área sea proporcional a la magnitud del campo eléctrico.

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Campo eléctricode un cable de corriente

Campo eléctricode cargas puntuales

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Campo eléctricode pares de cargas puntuales

 

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Ejercicio 2.La carátula de un reloj tiene cargas puntuales negativas –q,-2q,-3q,...,-12q fijas en las posiciones de los números correspondientes. Las manecillas del reloj no perturban el campo. ¿En qué momento la manecilla de las horas apunta en la misma dirección que el campo eléctrico en el centro de la carátula?

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Ejercicio 3. Un electrón que se mueve con una velocidad de 4.86X106m/s se dispara en forma paralela a un campo eléctrico uniforme de 1030N/C de intensidad dispuesto de tal modo que retarde su movimiento. a) ¿Qué distancia recorrerá el electrón en el campo antes

de llegar (momentáneamente) al reposo y b) ¿Cuánto tiempo transcurriría?

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Ejercicio 4. Un electrón es proyectado como en la figura con una velocidad de v0=5.83X106 m/s y a un ángulo de ; E=1870N/C dirigido hacia arriba, d=1.97cm, y L=6.20cm ¿Golpeará el electrón a cualquiera de las placas? Si golpea a una placa ¿a cuál de ellas golpeará y a qué distancia del extremo izquierdo?

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Campo eléctrico de distribuciones continuas de carga.

Distribución continua de carga .Objeto donde la carga Q se distribuye “ continuamente” en una superficie , volumen o longitud. Estas distribuciones de carga pueden ser:

1.-Distribución de carga lineal.2.-Distribución de carga superficial3.- Distribución de carga volumétrica.

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El campo de una distribución de carga es.

obviamente esto significa.

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Para encontrar estos campos:1.- Encontramos el campo producido por un elemento arbitrario dq en algún punto P. ( considerando dq puntual ).

2.- Integramos sobre toda la distribución de carga.

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1.- Distribución de carga lineal con la densidad de carga lineal.Si la carga se distribuye uniformemente.

y

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2.- Distribución de carga superficial. donde es la densidad de carga superficial.Si la carga se distribuye uniformemente.

y

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3.- Distribución de carga volumétrica. donde es la densidad de carga volumétricaSi la carga se distribuye uniformemente.

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y

Ejercicio 5. En la Figura la línea delgada de longitud L=10cm tiene una carga total Q=0.5nC distribuida uniformemente en ella. ¿Cuál es el campo eléctrico en el punto P que esta a la distancia “y=50cm” del origen sobre el eje y?

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Ejercicio 6. La figura muestra una línea infinita con una l=0.6 mC/m constante ubicada sobre el eje z. Sobre el eje “y” en y=3m está la carga puntual q=8mC. Determinar el Campo Eléctrico debido a la línea de carga y a la carga puntual en el punto P sobre el eje “x” en x=4m.

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Ejercicio 7. Determine el campo eléctrico producido por un anillo de carga total Q y radio a, en un punto P a una distancia x sobre el eje del anillo.

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Ejercicio 8. Determine el campo eléctrico producido por un disco de carga total Q y radio a, en un punto P a una distancia x sobre el eje del disco.

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Ejercicio 9. Calcule el campo eléctrico producido por una esfera con carga total Q en un punto P fuera de la esfera.

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