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EL CAMPO ELECTROSTÁTICO
CÁTEDRA: FISICA II
DOCENTE: JOSÉ FERNANDO PINTO
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CAMPO ELÉCTRICO
El concepto campo surge ante la necesidad de explicar la forma de interacción entre
cuerpos en ausencia de contacto físico y sin medios de sustentación para las posibles
interacciones.
El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella
región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera
del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba,
surgirán fuerzas eléctricas de atracción o de repulsión sobre ella.
CAMPO ELÉCTRICO (Cont.)
El campo eléctrico puede representarse,
en cada punto del espacio, por un
vector, usualmente simbolizado por y
que se denomina vector campo
eléctrico, su módulo se denomina
intensidad del campo eléctrico, está
dado por la esta expresión.
LÍNEA DE FUERZA
Una forma muy útil de esquematizar gráficamente un campo, es trazar líneas que vayan
en la misma dirección que dicho campo en varios puntos, estas se realiza a través de las
llamadas líneas de fuerza.
El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de fuerza en cada punto.
El número de líneas de fuerza por unidad de superficie disminuye en forma
inversamente proporcional a
al igual que disminuye el campo eléctrico.
LÍNEA DE FUERZA (Cont.)
El número de líneas que parten de una
carga positiva o llegan a una negativa es
proporcional a la carga.
Las líneas se dibujan simétricamente
saliendo o entrando en la carga puntual.
Las líneas empiezan
solamente en las cargas.
o
terminan
La densidad de líneas es proporcional a
la intensidad de campo eléctrico.
El campo es tangente a la línea de
fuerza.
Las líneas de fuerza no se cortan nunca.
(unicidad del campo).
CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO E
Campo creado por una Carga Puntual:
CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO E (Cont.)
Campo debido a un grupo de cargas puntuales.
CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO E (Cont.)
Campo debido a una distribución continua de carga.
DIPOLO EN UN CAMPO ELÉCTRICO
En presencia de un campo eléctrico externo,
las cargas positivas y negativas se separan
y se comporta como un dipolo eléctrico, y
presenta momento dipolar inducido.
En algunas moléculas, el centro de la carga
positiva no coincide con el centro de la
carga negativa, incluso en ausencia de un
campo eléctrico externo. Estas moléculas
polares se dice que tienen un momento
dipolar permanente.
Cuando se coloca una molécula de este
tipo dentro de un campo eléctrico uniforme,
no existe sobre ella fuerza neta, pero sí un
par que tiende a hacer girar la molécula, de
modo que el dipolo se alinea con el campo.
DIPOLO EN UN CAMPO ELÉCTRICO
El momento del par puede escribirse convenientemente como el producto vectorial del
momento dipolar p y el campo eléctrico E:
FLUJO DEL CAMPO ELÉCTRICO
El flujo eléctrico, es decir, la medida del número de líneas de
campo que atraviesan cierta superficie. Cuando la superficie que
está siendo atravesada encierra alguna carga neta, el número
total de líneas que pasan a través de tal superficie es proporcional
a la carga neta que está en el interior de ella.
Siendo N el número de líneas de fuerza
perpendicular al campo.
y el producto E. A se le denomina flujo
Cuando existe un ángulo entre el plano y las líneas de fuerza
disminuye el campo y sucede que:
Donde An es la superficie normal al campo. Como
Donde
el ángulo formado entre la normal al plano y las líneas de fuerza.
LEY DE GAUSS
La ley de Gauss desempeña un papel importante dentro de la electrostática y del
electromagnetismo por dos razones básicas:
En primer lugar, porque permite calcular de forma simple el campo eléctrico
debido a una distribución de cargas.
En segundo lugar, la Ley de Gauss constituye una ley básica.
Ley de Gauss: el flujo eléctrico neto a través
de una superficie cerrada cualquiera es igual a
la carga neta que se encuentra dentro de ella
dividida por :
Donde
superficie.
es la carga neta dentro de la
Lo que nos dice la ley de Gauss es que la carga
eléctrica constituye la fuente del flujo eléctrico.