Campo Electrico y Potencial

7/25/2019 Campo Electrico y Potencial

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Gilbert (1540-1603) descubri que la electrificacin era unfenmeno de carcter general.

n 1!"#$ %te&'en Gra demuestra que la electricidad tiene

eistencia &or s* misma no es una &ro&iedad im&uesta al

cuer&o &or ro+amiento.

,ranlin (1!06-1!#0) demuestra que eisten dos ti&os de

electricidad a las que llam positiva negativa.

oulomb (1!36-1/06) encontr la le que e&resa la

fuer+a que a&arece entre cargas elctricas.

1. INTRODUCCIN HISTRICA1. INTRODUCCIN HISTRICA


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n 1/"0 ersted obser2 una relacin entre electricidad

magnetismo consistente en que cuando colocaba la

agua de una brula cerca de un alambre &or el que

circulaba corriente$ sta e&erimentaba una des2iacin.

s* naci el Electromagnetismo.

,arada (1!#1-1/6!) introduo el conce&to de Campo

Elctrico.

a7ell (1/31-1/!#) estableci las Leyes del

Electromagnetismo$ las cuales uegan el mismo &a&elen ste rea que las 8ees de 9e7ton en ecnica.


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s una magnitud fundamental de la f*sica$ res&onsable de lainteraccin electromagntica.

n el %.:. 8a unidad de carga es el Culombio (C)que se

define como la cantidad de carga que flue &or un &unto deun conductor en un segundo cuando la corriente en el

mismo es de 1 .

%ubmlti&los del

ulombio1 ; 10-6

1 n ; 10-#

1 m ;10-3

2. CARGA ELCTRICA2. CARGA ELCTRICA


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4

Las lneas de campo se llaman tambin lneas de fuerza porque sutangente muestra la direccin de la fuerza ejercida sobre una pequeacarga positiva de prueba.

La densidad de lneas en cualquier punto (nmero de lneas porunidad de rea perpendicular a las lneas! es proporcional a lamagnitud del campo en dic"o punto.

#i una carga positiva mu$ pequea (carga de prueba! se abandonalibremente en un campo elctrico% seguira una tra$ectoriadenominada lnea de campo. La direccin tangente a esta lnea encada punto es la del campo elctrico% $a que es la direccin de lafuerza ejercida sobre la carga de prueba.

&')* +L,&-/&*

01101

1001

u

r

qqkF

=

01r

01

u01F

0q 1q011

01

0

1

0101 ur

qk

q

FE

==

Le$ de &oulomb

01E2uerza por

unidad decarga (3&!

01

E01r

01

u

0q

Punto fuente

1q

Punto campo

+l campo creado por unacarga puntual es radial e

inversamente proporcionalal cuadrado de la distancia

r

r1

r5

( )rE( ) ( ) 41 rErE =

( ) ( ) 65 rErE =

&lculo del campo elctrico debido a ungrupo de cargas puntuales en posiciones fijas

)rincipio desuperposicin

X

Y

0q

1q

5q

m0

m0

+jemplo7 sistema de cargas de la figura.&lculo del campo en origen coordenadas.

3&0818.09

=E

:49


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;os cargas positivas de igual magnitud.Lneas de campo. +l campo elctrico encualquier punto es tangente a la lnea decampo correspondiente.

;os cargas de igual magnitud% una positiva $ otranegativa (dipolo elctrico!. Lneas de campo.+l campo elctrico en cualquier punto es tangentea la lnea de campo correspondiente.

L


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=

0. Las lneas de campo elctrico empiezan en las cargas positivas(o en el infinito! $ terminan en las cargas negativas (o en elinfinito!. Las cargas positivas se denominan por esta razn fuentesde campo% $ las cargas negativas son sumideros de campo.

1. Las lneas deben dibujarse espaciadas uniformemente entrandoa o saliendo de cada carga puntual.

5. +l nmero de lneas entrantes o salientes de una carga negativao positiva debe ser proporcional a la magnitud de la carga.

4. La densidad de lneas (nmero de lneas por unidad de reaperpendicular a las lneas! en cualquier punto debe serproporcional al valor del campo en ese punto.

9. ' grandes distancias de un sistema de cargas dotado de carganeta las lneas de campo deben dibujarse radiales e igualmente

espaciadas% como si proviniesen de un nico punto dondeestuviese concentrada la carga neta del sistema.

=. ;os lneas de campo no pueden cruzarse% puesto que si lo"icieran esto indicara que en el punto de interseccin el campoelctrico tiene dos direcciones diferentes (recordemos que ladireccin del campo en cada punto es tangente a la lnea de campoque pasa por all!.

eglas para trazar las lneas de campo elctrico

L&ul es el signo $ lamagnitud relativa de las cargas enambas esferas?


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@

dq dV

rr

u

&')* +L,&-/&* +3 ;/#-/AB&/*3+# &*3-/3B'# ;+ &'C'

P

rur

dqkEd

1=

Ed

dVdq=

rur

dVkEd

1

= =

V

rur

dVkE

1

;eterminar el campo elctrico producido en un punto por una distribucin continua de cargas requiere dividirla distribucin en un gran nmero de partes elementales% determinar el campo asociado a cada una de esas

partes $ luego sumar las contribuciones de todas ellas.

;ensidad volumtrica de carga (&m5! ;ensidad superficial de carga (&m1! dS

dq

=

ru

Ed

dq

r

P

=

S

rurdSkE

1

;ensidad lineal de carga (&m!dr

dq=

ru

Ed

dq

r

P

=

L

rur

drkE

1

dl

dS

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