Campo electrico
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1. Definición de campo eléctrico
2. Campo eléctrico de una o varias cargas puntuales
3. Relación entre fuerza eléctrica y campo eléctrico
CAMPO ELÉCTRICO
Concepto de campo
Ejemplo: el campo gravitacional rodea la Tierra.
El campo gravitacional atrae a todo cuerpo de masa m sobre la Tierra.
Surge para explicar la forma de interacción entre cuerpos en ausencia de contacto físico y sin medios de sustentación para las posibles interacciones. La acción a distancia se explica, entonces, mediante efectos provocados por la entidad causante de la interacción, sobre el espacio mismo que la rodea, permitiendo asignar a dicho espacio propiedades medibles.
Campo Eléctrico
Es una propiedad que adquiere el espacio cuando una particula carga electrica está inmersa en él. Cuando se aproxima una carga, ésta experimenta una fuerza.
La intensidad del campo eléctrico es:
Q q0
F
E
r
-Q q0F
E
r
0qFE
Intensidad Campo Eléctrico
Campo para una partícula con cantidad de carga (carga puntual)
+
r
rP rQ
KE 2
E (N/C)
r (m)
EP
Q
Campo para una esfera conductora o hueca con cantidad de carga
+RQ
+
++
+
+
+
+
+++
+
+
En el interior de la esfera: E = 0
Fuera de la esfera el campo es igual al de una carga puntual
Sus cargas se distribuyen sólo en la superficie
Campo para una esfera no conductora y maciza
[ ]
3R
rKQE
2
1
rKQE
Dentro de la esfera
Fuera de la esfera
Campo para una placa conductora infinita
KE 40
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
A2
Q
r (m)
E (N/C)
: densidad superficial de carga
r (m)
E (N/C)
A
Q
KE 22 0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Campo para una placa dieléctrica
: densidad superficial de carga
Los campos eléctricos se superponen en cada región
Entre las placas: E = / 0 = 4K
= q/A, densidad superficial de cargaSi + = - , fuera de las placas: E = 0
Campo para placas paralelas infinitas
Campo para una carga lineal
L d
0
r2P urq
KE
P
r
ur
0
dq
LQ dEP
–
+
+
Q1
Q2
Q3
P
n21p E......EEE
Principio de Superposición
E1
E3
E2
EP
Líneas de FuerzaLas líneas de fuerza eléctricas indican la dirección y el sentido en que se movería una carga de prueba positiva si se situara en un campo eléctrico.
Para cargas puntuales, E tiene dirección radial
El campo electrico es tangente a la linea de campo en cada punto
a cada punto del espacio le corresponde un unico valor de campo
Las de campo empiezan el las cargas positivas y terminan en las cargas negativas
Numero de lineas es proporcional a la carga
La densidad de lineas es proporcional a la magnitud del campo electrico
Líneas de Fuerza
Líneas de Fuerza para dos cargas puntuales
Por medio del uso de aceite, semillas de grama y empleando un pequeño electrodo cilíndrico que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para una carga puntual.
Líneas de Fuerza para dos partículas cargas con cantidades de cargas iguales
Líneas de Fuerza para dos partículas con cantidades de cargas diferentes
+
+
+
+
+
+
+
+
–
–
–
–
–
–
–
–
Líneas de Fuerza para placas paralelas finitas con cantidades de cargas iguales de signos opuestos
Las líneas de campo eléctrico son perpendiculares a la superficie.
El campo eléctrico en el interior del conductor es cero.
Líneas de fuerza de cuerpos conductores en equilibrio electrostático
