TEMA 1: CAMPO ELÉCTRICOocw.uv.es/ingenieria-y-arquitectura/1-4/1-4/clase04edit.pdfFundamentos Físicos de la Informática Carmen Martínez Tomás y Nuria Garro Curs 2009-2010 1.3

Fundamentos Físicos de la Informática Carmen Martínez Tomás y Nuria Garro Curs 2009-2010

1.3 Trabajo y energía en un campo electrostático   El trabajo elemental que hace una fuerza

TEMA 1: CAMPO ELÉCTRICO

  masa m cae de arriba hacia abajo

producto escalar

  Cuando el trabajo lo hace un campo conservativo, lo hace para disminuir su energía potencial.

  Ejemplo: campo gravitatorio

  campo gravitatorio hace el trabajo   desde un punto con una cierta

energía potencial hacia otro con energía potencial menor

Figura 23.1, Tipler 5ª Ed.


1.4 Potencial eléctrostático   Campo eléctrico: también es conservativo


  ΔU depende signo q:

  Unidad: voltio (V)

  diferencia de potencial: diferencia de energía potencial por unidad de carga de prueba:

  Puntos con el mismo potencial → línea equipotencial Figura 23.1, Tipler 5ª Ed.


1.4 Potencial eléctrostático   Ejemplo: Carga puntual:



Líneas equipotenciales



1.4 Potencial eléctrostático   Ventaja del potencial:

V = 1 V V = 0 V

  ESCALAR

  Características de E a partir de V:

  contiene información sobre E

  SENTIDO   Por ser conservativo el campo eléctrico va dirigido desde

puntos con un potencial mayor hacia puntos con un potencial menor

  de A hacia B



1.4 Potencial eléctrostático   Ventaja del potencial:

  ESCALAR

  Características de E a partir de V:

  contiene información sobre E

  SENTIDO   Por ser conservativo el campo eléctrico va dirigido desde

puntos con un potencial mayor hacia puntos con un potencial menor

  de A hacia C

A ? C

V = 1 V V = 0 V


1.4 Potencial eléctrostático (cont)   DIRECCION

A E B θ?

V = 1 V V = 0 V


sólo si E ⊥

  El campo eléctrico es perpendicular a las líneas equipotenciales

  En efecto: si desplazamos una carga de A a B sobre una línea equipotencial


PRODUCTO ESCALAR


: proyección del vector B sobre el A



A E B θ?

V = 1 V V = 0 V




sólo si E ⊥





A E B

V = 1 V V = 0 V


sólo si E ⊥ (θ = 90º)


1.4 Potencial eléctrostático (cont)   MODULO

  Si un E cte desplaza q de A a C


A

C

V = 1 V V = 0 V

  Podemos calcular el módulo del campo eléctrico como

  ΔV: ddp entre líneas equipotenciales   ΔL: distancia perpendicular entre

líneas equipotenciales

θ = 0º


1.4 Potencial eléctrostático (cont)   MODULO

  Si el campo eléctrico E NO es constante:


A

C

V = 1 V V = 0 V


1.4 Potencial eléctrostático   Ejemplo: Carga puntual:




1.4 Potencial electroestático (cont)   IDEAS QUE HAN DE QUEDAR CLARAS:


  si el campo hace el trabajo:   q positiva se moverá en la dirección de E (hacia V menor)

  si un agente externo hace el trabajo: al revés

  q negativa se moverá en el sentido opuesto a E (hacia V mayor)

  Ejemplo: cargas movidas por arrastre del campo eléctrico que veremos en la unión PN.

ΔU = Ufinal –Uinicial es negativa

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