Campo Electrico
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http://fisica-pre.blogspot.com
1 CAMPO ELÉCTRICO
CAMPO ELÉCTRICO Es el espacio que rodea a una carga eléctrica y en el
cual una carga eléctrica soporta una fuerza eléctrica.
La intensidad del campo eléctrico en uno de sus
puntos está dada por la fuerza con que actúa por
unidad de carga positiva (qo) colocada en dicho punto.
Fuerza eléctrica, se expresa en newton (N)
qo: Carga eléctrica, se expresa en coulomb (C)
: Intensidad del campo eléctrico. (N/C)
La intensidad del campo eléctrico en un punto
ubicado a una distancia “r” de una carga “Q” es:
Ejemplo: Determinar la intensidad del campo eléctrico
en un punto ubicado a 3 m de una carga de 8·10-8
C.
Datos:
Q = 8·10-8
C; r = 3 m
Usamos la ecuación:
Reemplazamos datos:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE LOS CAMPOS
ELÉCTRICOS
La intensidad del campo eléctrico en un punto
próximo a dos cargas eléctricas, está dado por la
resultante de las intensidades de campo producidas
por cada una de las cargas.
Ejemplo:
Determinar la intensidad de campo eléctrico resultante
en el punto “P”
Se coloca una unidad de carga positiva en el punto P.
El campo eléctrico producido por la carga Q1 es hacia
la derecha y el campo eléctrico producido por la carga
Q2 es también hacia la derecha.
Usamos la ecuación:
Luego:
La intensidad de campo eléctrico resultante en el
punto P es igual a:
Luego: EP = 90 + 60 = 150 N/C
LÍNEAS DE FUERZA
Son líneas imaginarias que representan a un campo de
fuerzas, en este caso, a un campo eléctrico.
Convencionalmente, las líneas salen de las cargas
positivas, e ingresan a una carga negativa.
La dirección del campo eléctrico en cualquier
punto está dada por la tangente trazada a una
línea de fuerza.
CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME
Se llama campo eléctrico uniforme u homogéneo a
aquel que está representado por líneas de fuerzas
paralelas e igualmente espaciadas; en cuyos
puntos la intensidad del campo siempre es la
misma (en módulo y dirección)
La fuerza eléctrica que actúa sobre una carga
positiva, tiene igual sentido que el campo
eléctrico.
La fuerza eléctrica que actúa sobre una carga
negativa, tiene sentido opuesto al campo
eléctrico.
En ambos casos la fuerza eléctrica que actúa
sobre la carga eléctrica “q”es igual a:
Q qo
r
Q1=+4·10-4
C Q2=-6·10-4
C
P 2 m 3 m
E1 E2 +
P
+ -
+ -
F
F
+
-
E
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2 CAMPO ELÉCTRICO
PROBLEMAS PROPUESTOS
01. Hallar la intensidad de campo eléctrico en un
punto situado a 6 m de una carga de +4.10-8
C
A) 0,1 N/C B) 1 N/C C) 10 N/C
D) 2 N/C E) 20 N/C
02. La intensidad de campo eléctrico en un punto
situado a 2 m de carga "Q" es de 45 N/C. Hallar
la intensidad de campo eléctrico a 3 m de la carga
"Q"
A) 10 N/C B) 20 N/C C) 30 N/C
D) 35 N/C E) 67,5 N/C
03. En el siguiente sistema "E1" y "E2" son las
intensidades de campo eléctrico en los puntos "1"y
"2". Hallar la relación: E1/E2
A) 2/3 B) 3/2 C) 4/9
D) 9/4 E) 1
04. Si en el punto "A" la intensidad de campo eléctrico
es de 50 N/C. Hallar la intensidad de campo
eléctrico en el punto "B"
A) 36 N/C B) 18 N/C C) 9 N/C
D) 45 N/C E) 95 N/C
05. Si: Q1=+8.10-8
C; Q2=-5.10-8
C. Hallar la intensidad de
campo eléctrico resultante en el punto "P"
A) 2 N/C B) 8 N/C C) 18 N/C
D) 20 N/C E) 38 N/C
06. Si en "P" el campo eléctrico resultante es nulo.
Hallar "x"(Q1=4Q2)
A) 4 cm B) 8 cm C) 12 cm
D) 16 cm E) 20 cm
07. La intensidad de campo eléctrico en un punto
situado a una distancia "d" de una carga "Q" es 15
N/C. A una distancia "d/2" de la misma carga, la
intensidad de campo eléctrico será:
A) 15 N/C B) 30 N/C C) 45 N/C
D) 60 N/C E) 90 N/C
08. Hallar la intensidad del campo eléctrico total en el
punto "B". q1=+3.10-8
C; q2=+4.10-8
C.
A) 20 N B) 40 N C) 50 N
D) 80 N E) 100 N
09 En el sistema mostrado Q1=-3.10-7
C y Q2=+5.10-7
C.
Determinar el campo eléctrico en el punto "P"
120°
Q1
Q2 3 m
3 m
P
A) 700 N B) 300 N C) 500 N
D) 800 N E) 100 N
10 Una partícula (q=1,6·10-19
C, m=1,6·10-31
kg) es
abandonada en una zona cuya intensidad de
campo eléctrico es 10-6
N/C (uniforme y
horizontal). Si partió del reposo, calcular el tiempo
que le lleva recorrer una distancia de 2 cm.
A) 2.10-3
s B) 10-3
s C) 2.10-4
s
D) 10-4
s E) 0,01 s
11 Se tienen dos cargas eléctricas de 5.10-5
C
separados una distancia de 3 cm. Calcular el
campo eléctrico total en un punto situado a 3 cm
de cada carga
A) 105 N/C B) 5.10
8 N/C C) 5 ·104 N/C
D) .104 N/C E) 5 .10
8 N/C
12 Calcular la intensidad del campo eléctrico
resultante en "P"
q1 = 25.10-9C
13 mq2 = 144.10-9C
12 mP
A) 9 N/C B) 18 N/C C) 9 N/C
D) 9 N/C E) 3
1 2 2a 3a
Q
A B 3a 5a
+Q
Q1 Q2
6 m 5 m P o
Q1 Q2
x
24 cm
P o
B
q1 q2 3 m
45º
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3 CAMPO ELÉCTRICO
13 En los vértices de un equilátero de lado L, se
colocan cargas iguales +q. Hallar la intensidad del
campo eléctrico total en el baricentro del
triángulo. K=constante de Coulomb
A) KqL B) Kq/L2 C) 0
D) Kq2/L
2 E) 3Kq/L
2
14 Una carga de valor "+q" y peso "W" se ubica en un
región donde existe un campo eléctrico vertical
uniforme "E", orientado hacia arriba. Calcular "E"
para que la carga "q" permanezca en reposo
A) W/q B) W/2q C) q/W
D) q/2W E) Wq
15 Calcular la intensidad de un campo eléctrico
uniforme vertical y hacia arriba en el cual una
carga de 200 µC y 1N de peso al ser abandonada
quedó flotando en equilibrio
A) 5.104 N/C B) 5.10
3 N/C C) 5.10
5 N/C
D) 2.104 N/C E) 10
4 N/C
16 Una esfera de masa m=500 g y carga q=-0,5C
está suspendida de un hilo de seda delgado, dentro
de un campo eléctrico homogéneo de intensidad
E=20 N/C. Calcular la tensión en el hilo. (g=10 m/s2)
A) 5 N B) 10 N C) 15 N
D) 20 N E) 25 N
17 Hallar la tensión "T" de la cuerda que sostiene a
una carga “q” de masa 1 kg.
E= 5 N/C; q=2C; g=10 m/s2
A) 10 N B) 10 N C) 20 N
D) 20 N E) 10 N
18 En el triángulo rectángulo isósceles, mostrado en la
figura, determinar el valor de la intensidad del
campo eléctrico resultante en el punto medio "M"
de la hipotenusa. (q = 10-6
C)
M
1m
+q
+q
1m
+q
A) 18 kN/C B) 9 kN/C C) 4 kN/C
D) 3 kN/C E) 1 kN/C
19 Sabiendo que el cuerpo de masa 8 kg se encuentra
en equilibrio, determinar la carga eléctrica del
cuerpo. Si E=30 N/C y g=10 m/s2
A) 1 C B) 2 C C) 1,5 C
D) 2,5 C E) 3 C
20 En dos vértices consecutivos de un cuadrado de
lado L se colocan dos cargas positivas “+q” y en los
otros dos vértices se colocan dos cargas eléctricas
negativas “-q”. Calcular la intensidad de campo
eléctrico en el centro del cuadrado.
A) 0 B) 4Kq/L2 C) 4Kq /L
2
D) 8Kq/L2 E) 8Kq /L
2