Campo Electrico.ppt [Autoguardado]
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FISICA IFISICA IFISICA IFISICA I
Lic. ALTAMIZA CHAVEZ, Lic. ALTAMIZA CHAVEZ, GUSTAVOGUSTAVO
[email protected]@hotmail.com
TEMA: CAMPO ELECTRICOTEMA: CAMPO ELECTRICO TEMA: CAMPO ELECTRICOTEMA: CAMPO ELECTRICO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU
Carrera Profesional Ingeniería de Telecomunicaciones
COMPETENCIA DE LA SESIONCOMPETENCIA DE LA SESION
Desarrolla habilidades cognitivas, procedimentales y actitudinales, respecto Campo
eléctrico. Campo eléctrico uniforme. Líneas de campo eléctrico y aplicaciones interesantes al
mundo real.
Tu cerebro es eléctrico. Existen multitud de pequeñísimos impulsos transmitiéndose entre los miles de millones de neuronas interconectadas que generan un campo eléctrico que rodea el cerebro como una nube invisible, Este campo eléctrico podría ayudar a regular activamente cómo funciona el cerebro, especialmente durante el sueño profundo.
PROPÓSITO E IMPORTANCIA DE LA SESIONPROPÓSITO E IMPORTANCIA DE LA SESION
Conocer la importancia del fenómeno físico con que se relaciona el Campo eléctrico. Campo eléctrico uniforme.
Líneas de campo eléctrico.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
CONCEPTO DE CAMPOEs aquella región del espacio que rodea a toda partícula electrizada (cuerpos electrizados, electrones y protones), lugar en el cual deja sentir su efecto sobre otras partículas electrizadas. El campo eléctrico es un agente transmisor de fuerzas.
qq+2q+2q ++ q+2q +
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICOEs magnitud vectorial, que sirve para describir el campo eléctrico. Su valor se define como la fuerza eléctrica resultante que actúa por cada unidad de carga positiva q0 en un punto del campo.
0
FE
q
2
. oKQ qF
d
02
20
. .
o
K Q qF KQdEq q d
2
.K QE
d
Si reemplazamos En la definición
En general
Definición Ley coulomb
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
Observe la dirección de las líneas de fuerza cuando la carga creadora se positiva y cuando la cantidad de carga es negativa
Unidades
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
LINEAS DE FUERZALas líneas de fuerza representan geométricamente un campo eléctrico. Fueron ideadas por el físico inglés Michael Faraday (1791 – 1867).
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
CAMPO ELECTRICO HOMOGENEOUn campo eléctrico cuya intensidad es igual en todos los puntos del espacio se llama campo eléctrico homogéneo o uniforme. El campo eléctrico homogéneo se representa mediante líneas de fuerzas paralelas.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
FUERZA ELÉCTRICA (Dentro de un campo eléctrico homogéneo) Si la partícula electrizada es positiva q (+) la fuerza y las líneas de fuerza tienen la misma dirección.Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas.
El módulo de la fuerza es igual El módulo de la fuerza es igual
Para determinar la dirección de la fuerza eléctrica se debe tener en cuenta el signo del la partícula electrizada.
Para determinar la dirección de la fuerza eléctrica se debe tener en cuenta el signo del la partícula electrizada.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
EJEMPLOS:El módulo de la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto medio de la línea recta que separa a las partículas electrizadas es 18k N/C. Determine la distancia “d”.Solución.
+
4 µC
d
12 µC
++
4 µC
d
12 µC
+
9 6 31
1 2 2 21
9.10 . 4.10. 36.10K QE
d x x
9 6 32
2 2 2 22
9.10 . 12.10. 108.10K QE
d x x
CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO A LA DISTANCIA X = D/2 DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO A LA DISTANCIA X = D/2 DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.
E1E2+Q1 +Q2
x x
SABEMOS QUE: SABEMOS QUE:
2 1 18000 NCE E
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
EJEMPLOS:Se muestra dos partículas electrizadas fijas. Sabiendo que la intensidad de campo eléctrica resultante en A es nula, determine la cantidad de carga “q”.Solución.
9 6
311 2 2
1
9.10 . 18.10.18.10
3NC
K QE
d
9 92
2 2 22
9.10 .. .10
6 4
qK Q qE
d
2 1 1 20E E E E
CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL PUNTO A, DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL PUNTO A, DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.
LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO RESULTANTE EN EL PUNTO A ES NULA:Sabemos que:
E1E2+18 C +q
3 m
6 m
93 6.10
18.10 72.104
qq C
Respuesta: la cantidad de carga de la partícula electrizada es 72 microcoulomb.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
EJEMPLOS:Se muestra dos partículas electrizadas fijas. Determine el módulo de la intensidad delcampo eléctrico resultante en el punto “O”.Solución.
E1E2-4C
3 m 2 m
+10C
(1) (2)O
Cálculo de la intensidad del campo eléctrico, de cada partícula electrizada.Cálculo de la intensidad del campo eléctrico, de cada partícula electrizada.
9 6
311 2 2
1
9.10 . 10.10.3,6.10
5NC
K QE
d
9 6
322 2 2
2
9.10 . 4.10.9.10
2NC
K QE
d
La intensidad resultante es: La intensidad resultante es:
32 1 5,4.10 N
CE E La dirección del campo es de derecha hacia la izquierda.La dirección del campo es de derecha hacia la izquierda.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
EJEMPLOS:Un esfera de masa 0,2 kg y electrizada con cantidad de carga eléctrica q = +30 µC esta suspendida del techo mediante un hilo aislante dentro de un campo eléctrico uniforme y homogéneo de módulo E = 600 kN/C. Determinar el módulo de la tensión en la cuerda. (G = 10 m/s2).solución.
+q
E
+q
ESi la partícula electrizada es positiva q (+) la fuerza y las líneas de fuerza tienen la misma dirección. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección vertical hacia abajo
6. 30.10 . 600 000 18NCF q E F C N
. 0,2 . 10 2NkgW m g W kg N
18 2 20T F W T N N N
CALCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CALCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD:
CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:
RESPUESTA: EL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA ES 20 NEWTONS.
RESPUESTA: EL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA ES 20 NEWTONS.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
EJEMPLOS:Se muestra un campo eléctrico uniforme y homogéneo de módulo E = 4 kn/C, sabiendo que la esfera de 600 gramos y cantidad de carga eléctrica -2.10 -3 coulomb se encuentra en equilibrio. Determinar el módulo de la tensión en la cuerda aislante que sostiene a la esfera. (g = 10 m/s2).Solución.
Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección vertical hacia abajo.
3. 2.10 . 4 000 8NCF q E F C N
. 0,6 . 10 6NkgW m g W kg N
8 6 14T F W T N N N
CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD:
CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:
Respuesta: el módulo de la tensión en la cuerda es 14 newton.Respuesta: el módulo de la tensión en la cuerda es 14 newton.
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
PROBLEMA: Una esfera de 4 gramos y electrizada con cantidad de carga q = -10-6C suspendida desde el techo mediante un hilo aislante, dentro de un campo eléctrico uniforme y homogéneo. Sabiendo que la esfera se encuentra en equilibrio, determine el módulo de la intensidad del campo eléctrico. (g= 10 m/s2)Solución.
Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección horizontal hacia la izquierda.
Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección horizontal hacia la izquierda.
6. 10 .F q E F C E
CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: . 0,004 . 10 0,04N
kgW m g W kg N
60 3 10 .
374 0,04
F ETg
W
43.10 3N kNC CE
Resolviendo el triángulo de fuerzas:
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
PROBLEMAS PROPUESTOS 01.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = ─ 7x10─8 C. a) 70 N/C b) 30 c) 70 d) 30 e) 50 02.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: si: Q = +32x10─8 C. a) 150 N/C b) 180 c) 150 d) 180 e) 200 03.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “N”, si: Q = ─ 8x10─8 C. a) 90N/C b) 90 c) 180 d) 180 e) NA
01.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = ─ 7x10─8 C. a) 70 N/C b) 30 c) 70 d) 30 e) 50 02.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: si: Q = +32x10─8 C. a) 150 N/C b) 180 c) 150 d) 180 e) 200 03.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “N”, si: Q = ─ 8x10─8 C. a) 90N/C b) 90 c) 180 d) 180 e) NA
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
PROBLEMAS PROPUESTOS04.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─ 32x10─8 C y Q2 = +5x10─8 C. a) 130 N/C b) 130 c) 230 d) 230 e) 250 05.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +25x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 450 N/C b) 450 c) 270 d) 90 e) 90 06.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = 8x10─8 C
a) 180 N/C b) 160 c) 160 d) 180 e) 200
04.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─ 32x10─8 C y Q2 = +5x10─8 C. a) 130 N/C b) 130 c) 230 d) 230 e) 250 05.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +25x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 450 N/C b) 450 c) 270 d) 90 e) 90 06.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = 8x10─8 C
a) 180 N/C b) 160 c) 160 d) 180 e) 200
CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO
PROBLEMAS PROPUESTOS07.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “A”, si: Q1 = ─ 5x10─8 a) 30 N/C b) 50 c) 30 d) 50 e) 60
08.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +6x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 180 N/C b) 60 c) 240 d) 240 e) 180 09.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─2x10─8 C y Q2 = +3x10─8 C a) 200 N/C b) 250 c) 250 d) 200 e) 180
07.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “A”, si: Q1 = ─ 5x10─8 a) 30 N/C b) 50 c) 30 d) 50 e) 60
08.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +6x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 180 N/C b) 60 c) 240 d) 240 e) 180 09.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─2x10─8 C y Q2 = +3x10─8 C a) 200 N/C b) 250 c) 250 d) 200 e) 180
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MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS