A-3 Campo Electrico
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7/23/2019 A-3 Campo Electrico
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A-3) Campo Elctrico
A-3) Campo Elctrico
Profesor Rodrigo Vergara Rojas
Ingeniero Civil Electrnico
Magister en Ingeniera Electrnica
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE VALPARASO
INSTITUTO DE FSICA
FSICA GENERAL ELECTROMAGNETISMO
Mdulo A: Electrosttica
Mdulo A: Electrosttica
2
Contenidos a
Comprender
3
Competencias a
Desarrollar
Dibujar las lneas de fuerza de distribuciones decarga simples.
Determinar el movimiento de una carga elctricaen un medio con un campo elctrico externo.
Calcular el vector campo elctrico neto en unpunto del espacio debido a una distribucindiscreta de cargas.
Leer, analizar, plantear y resolver problemas
relacionados con los temas anteriores.
4
El Campo Elctrico
El campo elctrico esanlogo a la aceleracinde gravedad, y al igualque sta, es un vector.
Se mide en [N/C], o[V/m].
En una interaccin entredos cargas distintas, lasfuerzas que se aplican
entre s tienen el mismomdulo, no as el campoelctrico
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MFMn
m
R
[ ]222 smRGM
kgN
R
GM
m
Fg =
==
6
+q F -q
R
+q F
+q
R [ ] [ ]mVRkq
CNR
kq
q
FE 22 ===
7
Lneas de Fuerza Concepto usado por Michael Faraday
para representar la idea de camposelctricos (tena la nocin intuitiva,pero nunca los denomin as)
Notas importantes: 1) Las lneas de fuerza dan la
direccin del campo elctrico encualquier punto
2) Las lneas de fuerza se originan encargas positivas y terminan encargas negativas.
3) Las lneas de fuerza se trazan demanera que el n de lneas por
unidad de rea de seccintransversal (perpendicular a laslneas) sea proporcional a laintensidad de campo elctrico.
Lneas de fuerza alrededor
de una carga puntualpositiva.
Lneas de fuerza alrededor
de una carga puntualpositiva.
8
Lneas de Fuerza
Lneas de fuerza alrededorde dos cargas positivas
iguales.
Lneas de fuerza alrededor
de dos cargas positivasiguales.
Lneas de fuerza cerca de
una lnea larga de cargaspositivas
Lneas de fuerza cerca de
una lnea larga de cargas
positivas
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Lneas de Fuerza
Si se pone una cargapuntual positiva encada una de estasconfiguraciones,sta tomar elcamino indicado por
la lnea de fuerza
Lneas de fuerza alrededor
de un dipolo elctrico de
cargas iguales
Lneas de fuerza alrededor
de un dipolo elctrico de
cargas iguales 10
Lneas de Fuerza
Note que el n delneas que sale de +2qes el doble del nmerode lneas que entran a
q.
Lneas de fuerza alrededor
de un dipolo elctrico de
cargas +2q y -q
Lneas de fuerza alrededor
de un dipolo elctrico de
cargas +2q y -q
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Lneas de Fuerza
Sea un dipolo compuesto deUna carga positiva de magnitud q1
Una carga negativa de magnitud q2.
SiN1: nmero de lneas de fuerza quesalen de la carga positiva
N2: nmero de lneas de fuerza queentran a la carga negativa
Se cumple que
2
1
2
1q
q
N
N=
12
Lneas de Fuerza: Experimento con
semillas de pasto en un lquido aislante.
Lneas de fuerza cercade una placa cargada
positivamente
Lneas de fuerza cercade una placa cargada
positivamente
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Lneas de Fuerza: Experimento con
semillas de pasto en un lquido aislante.
Lneas de fuerzaalrededor de undipolo elctrico
Lneas de fuerzaalrededor de undipolo elctrico
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Movimiento de una carga en
un campo elctrico
Si una carga positiva se deja en reposo en elinterior de un campo elctrico, esta se movera lo largo de la lnea de fuerza en la direccindel campo.
+q0
E
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Movimiento de una carga enun campo elctrico
Si una carga negativa se deja en reposo en elinterior de un campo elctrico, esta se mover
en sentido opuesto al del campo.
E
-q0
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Movimiento de una carga enun campo elctrico
Si una carga se arroja en direccin
perpendicular al campo, o con una velocidadinclinada, la trayectoria descrita por dichacarga ser una parbola
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Campo Elctrico de Cargas
Puntuales.
Sea una carga de prueba positiva q0 situada a distancia r de unacarga puntual q.
La magnitud de la fuerza aplicada sobre la carga q0 es:
La magnitud del campo elctrico en el punto de prueba es:
2
0
0 r
qq
4
1F
=
20 r
q
4
1E
=
18
Campo Elctrico de
Cargas Puntuales.
La direccin del campo esla misma de la fuerza, a lolargo de una lnea radialque parte de q y apunta
Hacia adentro si q es
negativo
Hacia afuera si q es positivo
20 r
q
4
1
E =
19
Principio de Superposicin.
En un sistema de Ncargas qn distanciadasrn de un punto P, elcampo elctrico totaldel punto P estardado por
20 r
q
4
1E
=P
r1
rN
r3r2
q1
q2
q3
qN
=
=++++=
N
1n
nN321 EEEEEE 20
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Profesor Rodrigo Vergara RojasIngeniero Civil Electrnico
Magister en Ingeniera Electrnica
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