EL CAMPO ELECTRICO ( E )
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EL CAMPO ELECTRICO (E)
FISICA IV, 2012 EFPEM
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EL CAMPO ELECTRICO (E)
• CONCEPTO DE CAMPO • CAMPO ELECTRICO• CAMPO ELECTRICO DE UNA
DISTRIBUCION CONTINUA DE CARGA• LINEAS DE CAMPO ELECTRICO• MOVIMIENTO DE PARTICULAS
CARGADAS EN UN CAMPO ELECTRICO UNIFORME
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CONCEPTO DE CAMPOCondición impuesta en el espacio que rodea a un objeto debido a una propiedad del objeto
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CAMPO ELECTRICO
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Campo eléctrico para cargas puntuales
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1 2 3E E E E
1 21 22 2 2
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Campo en un punto debido a varias cargas puntuales
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EJEMPLO: DIPOLO ELECTRICOUn dipolo eléctrico se define como una carga eléctrica positiva +q y una carga negativa –q separadas por una distancia 2a. Para el dipolo que se muestra en la figura determine el campo eléctrico en el punto P.
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Para el dipolo que se muestra en la figura determine el campo eléctrico en el punto P. Considere y>>a
2 2cos a a
r a y
2 2 2r a y
12 cosE E
1 2 2 2 2e eq qE E k kr a y
1 2PE E E
2 2 2 22 e
q aE ka y a y
3 22 2
(2 )ek q aEa y
3
(2 )ek q aEy
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CAMPO ELECTRICO DE UNA DISTRIBUCION CONTINUA DE CARGA
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11 12
1
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1 21 22 2 2
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DISTRIBUCIONES DE CARGA ELECTRICADISTRIBUCION LINEAL
uniforme variable
DISTRIBUCION SUPERFICIAL
qA
dqdA
uniforme variable
DISTRIBUCION VOLUMETRICAqV
dqdV
uniforme variable
ql
dqdl
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EJEMPLO: ANILLO DE CARGA UNIFORME
3 22 2
ex
k xqEx a
uniforme constanteq
02
dE axdx
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EJEMPLO: DISCO DE CARGA UNIFORMEuniforme constanteq
1 22 2
0
2
Si ,entonces,plano infinito
=2
x ex xE kx x R
R
E
Observaciones:E es independiente de la distancia al plano E es uniformeCodensador de placas paralelas
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Condensador
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LINEAS DE CAMPO ELECTRICORelación entre las líneas de campo y el campo eléctrico
El campo eléctrico es siempre tangente en cada punto de las líneas de campo
El campo eléctrico es más intenso donde las líneas están más juntas
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LINEAS DE CAMPO ELECTRICO
Reglas para dibujar las líneas de campo eléctrico
Las líneas de campo parten de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas
El número de líneas de campo dibujadas debe ser proporcional al valor de la carga eléctrica
Las líneas de campo nunca deben cruzarse
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LINEAS DE CAMPO ELECTRICO
Reglas para dibujar las líneas de campo eléctrico
Las líneas de campo parten de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas
El número de líneas de campo dibujadas debe ser proporcional al valor de la carga eléctrica
Las líneas de campo nunca deben cruzarse
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LINEAS DE CAMPO ELECTRICO UNIFORME
uniformeE
eF qE ma
qEam
eF
eF
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LINEAS DE CAMPO ELECTRICO UNIFORME
2
2 2 2
1eje 2
1 1 12 2 2eje y
i ix x i
x ix x i
i iy y y
y iy y y
x x v t a t v txv v a t v
qEy y v t a t a t tm
qEv v a t a t tm
2 2 21 1 12 2 2i i
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qEx x v t at at tm
qEv v at at tm
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1) Si q = 4.5 x 10 -7 C y a = 2 cm. Calcule el campo
eléctrico producido por el dipolo eléctrico a una distancia de 3 m sobre una línea perpendicular al eje del dipolo y que pasa por el centro del dipolo.
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2) UN DIPOLO ELÉCTRICO ESTÁ FORMADO POR DOS CARGAS IGUALES Y OPUESTAS DE MA GNITUD 8 X 10-7 C. SEPARADAS POR UNA DISTANCIA DE 0.025 m. SI PARA MOVER ESTE DIPOLO DE UNA POSICIÓN QUE FORMA 600 A OTRA DE 1500 CON UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME SE HACE UN TRABAJO DE 9.56 X 10-4 JCALCULE :a) EL CAMPO ELÉCTRICO DONDE ESTÁ SUMERGIDO EL DIPOLOb) EL TORQUE EJERCIDO SOBRE EL DIPOLO ENLA POSICIÓN INICIAL Y EN LA POSICIÓN FINAL.
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3)LINEA INFINITA DE CARGA
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4) Un conductor en forma de anillo con radio a = 2.50 cm tiene una carga Positiva total Q = 0.125 C, distribuida uniformemente en toda la Circunferencia. El centro del anillo esta en el origen de las coordenadas.¿Cuál es el campo eléctrico (magnitud y dirección) en el punto “p” Que esta en el eje “x” = 40 cm.
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Una carga de 26.50 nC está distribuida de manera uniformesobre la superficie de una cara de un disco aislante con radio de 1.25cm. a) Obtenga la magnitud y la dirección del campo eléctrico queproduce este disco en el punto P sobre el eje del disco a una distanciade 2.00 cm de su centro. b) Suponga que toda la carga se colocaralejos del centro y se distribuyera de manera uniforme sobre elborde exterior del disco. Determine la magnitud y la dirección delcampo eléctrico en el punto P. c) Si toda la carga se lleva al centrodel disco, encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctricoen el punto P.