Campo Electrico

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLCampo Elctrico, introduccinUn problema con la descripcin simple de fuerza que se ha dado, es que sta no describe la rapidez finita de propagacion de los efectos elctricos Para solucionar esto, debemos introducir el concepto de campo elctrico

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOL

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLDefinicin de campo elctrico ESupongamos que solamente est presente la carga Q. Se dice que la carga Q crea un campo elctrico en el punto P.La carga qo que se ubica para detectar la existencia del campo es por definicin positiva.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLEl campo ElctricoCarga de pruebaq1Qq2


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLEl campo elctrico apunta en la misma direccin que la fuerza elctrica sobre una carga positiva.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLLa unidad de medida del campo elctrico en el S.I. de unidades es el N/CEn la figura, hemos dibujado el campo en el punto P producido por una carga Q positiva y negativa respectivamente.

La direccin del campo elctrico en un punto es la direccin de la fuerza elctrica sobre una carga positiva colocada en el punto


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLEjemplo: Campo elctrico de una carga puntualCampo generado por una carga negativaCampo generado por una carga positiva


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLDETERMINE EL VALOR DEL CAMPO ELECTRICO EN EL PUNTO P.


DETERMINE LA POSICION DEL PUNTO P ,DONDE SE DEBE COLOCAR UNA CARGA Q(+), PARA QUE EL CAMPO RESULATANTE SOBRE ELLA SEA NULO.

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLFormas de visualizar el Campo EConsidere el campo E de una carga puntual positiva en el origen


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLReglas para los mapas de vectores La Direccin de la flecha indica la direccin del campo en cada punto en el espacio

La Longitud de la flecha es proporcional a la magnitud del campo en cada punto del espacio+


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOL Las lneas salen de las cargas (+) y retornan a las cargas (-) El nmero de lneas que salen/entran a una carga a la cantidad de carga

Las lneas de campo nunca se cruzantruco grfico para visualizar los campos E

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLFlorencio Pinela

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOL La Tangente a una lnea de campo => direccin de E en cada punto.

La densidad local de las lneas de campo es ~ a la magnitud de E en cada punto.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLLneas de Campo ElctricoCargas Iguales (++) Cargas Opuestas (+ -)Esto es llamado un dipolo elctrico.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLEjemplo de lneas de campo para una distribucin uniforme de carga positiva sobre un lado de una lmina muy grande NO conductora, fig (a) y (b) . Cmo cambiara el campo elctrico si ambos lados estuvieran cargados?Esto se conoce como Campo Elctrico Uniforme!.


FERNANDO MONTALVO/ESPOLCampo elctrico en el interior de un conductor Cuando se carga un conductor en vista de la facilidad de los electrones de moverse y por fuerzas de repulsin estas se distribuyen uniformemente en la superficie del conductor

FERNANDO MONTALVO/ESPOL

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLCampo elctrico en el interior de un conductorEn el interior de un conductor las fuerzas se anulan y el campo es nulo.Pero y si el conductor no es esfrico, el campo es nulo??


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLCampo elctrico en el interior de un conductorSi, si el conductor no es esfrico el campo en su interior tambin es nulo.Lo que ocurre es una distribucin de la carga acumulndose en zonas agudas.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLCampo elctrico en el interior de un conductorLas componentes paralelas de las fuerzas de repulsin en las zonas agudas, son muy pequeas permitiendo que la carga se concentre en tales reas (pararrayos)


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLBlindaje electrosttico


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLCampo elctrico en placas paralelasEl campo elctrico entre placas paralelas de Area A es constante y viene dado por la expresin E = q/( A) o lo que es igual en funcin de K, E = (4K q)/A.


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLDiagrama de Campo elctrico en esferas


Haga un Diagrama de Campo Elctrico vs. el Radio

Campo Elctrico en una esfera conductora E

Haga el diagrama de Campo Elctrico para una esfera dielctrica (no conductora).

Campo Elctrico en una esfera conductora para una esfera dielctrica (no conductora).

FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLMovimiento de cargas puntuales en campos electricosSi el campo es uniforme, tenemos un problema de movimiento de un proyectil con aceleracion constante. Igual que el tratamiento de tiro parabolico, excepto que las magnitudes de la velocidad y aceleracion son diferentes.Remplace g por qE/m en todas las ecuaciones;Ejemplo y =1/2at2 obtenemos y =1/2(qE/m)t2Cuando una carga puntual, tal como un electron, se coloca en un campo electrico E, esta es acelerada de acuerdo a las leyes de Newton: a = F/m = qE/m para campos electricos uniformes a = F/m = mg/m = g para campo gravitacional uniforme


FLORENCIO PINELA/ICF/ESPOLEjemplo: Un electrn es lanzado perpendicular a un campo elctrico de E= 2000 N/C con velocidad horizontal de v=106 m/s. Cunto se desviar el electrn verticalmente despus de viajar una distancia horizontal de 1 cm.La componente de la velocidad en direccin x no cambia, t = d/v =10-2/106 = 10-8 sec,

entonces la distancia que avanza el electrn verticalmente es y = 1/2at2 = 0.5(eE/m)t2

= 0.5(1.6x10-19)(2x103/10 30)(10-8)2 = 0.016m


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