Download Campo Eléctrico

El campo eléctrico
Capítulo 24
Física Sexta edición
Paul E. Tippens





El concepto de campo
Cálculo de la intensidad de campo eléctrico
Líneas de campo eléctrico
Ley de Gauss
Aplicaciones de la ley de Gauss
El concepto de campo
La magnitud de la intensidad de un
campo eléctrico E es proporcional a la
fuerza ejercida en el punto con carga q.
La dirección de la intensidad del campo
eléctrico E en un punto en el espacio es la
misma que la dirección en la cual una carga
positiva se movería si se colocara en ese
punto.
E
E
+q
+q
+
-
F
E
q
Cálculo de la intensidad
de campo eléctrico
Intensidad eléctrica
de la ley de Coulomb:
kQ
E 2
r
k = 9 x 109 N·m2/C2
Cuando más de una carga contribuye
con el campo, el campo resultante
es la suma vectorial de las
contribuciones de cada carga:
kQ
E 2
r
Líneas de campo eléctrico
Las líneas de campo eléctrico son líneas imaginarias
trazadas de tal manera que su dirección en cualquier punto
es la misma que la dirección del campo eléctrico en ese
punto.
La dirección de la línea
de campo en cualquier
punto es la misma que la
dirección en la cual una
carga positiva se
movería si estuviera
colocada en ese punto.
La separación entre
las líneas de campo
debe ser tal que estén
más cerca cuando el
campo es fuerte y más
lejos cuando el campo
es débil.
Ley de Gauss
La intensidad de campo eléctrico en el centro
de una esfera imaginaria está dada por:
kq
E 2
r
La permisividad del espacio libre
se define por:
1
e0 
 8.85  10 -12 C 2 / N  m2
4 pk
Ley de Gauss:
El número total de líneas de fuerza
eléctrica que cruzan cualquier superficie
N   e 0E nA   q
cerrada en una dirección hacia afuera es
numéricamente igual a la carga total neta
contenida dentro de esa superficie.
Aplicaciones de la ley de Gauss
Densidad de carga:
En ocasiones las cargas en un cuerpo están tan cercanas entre sí, que
se puede suponer que están distribuidas de manera uniforme por el
cuerpo del cual forman parte. La característica principal de estos
cuerpos es la denominada densidad de carga. Se distinguen tres tipos
de densidad de carga:
La densidad de carga lineal es la carga por
unidad de longitud de una línea:
q

L
La densidad de carga superficial es la carga por
unidad de área de una superficie:
q

A
La densidad de carga superficial es la carga por
unidad de volumen de un Cuerpo sólido:
q

V
Conceptos clave
•
•
•
•
•
•
•
•
Campo eléctrico
Intensidad del campo eléctrico
Líneas de campo eléctrico
Permisividad
Densidad de carga
Ley de Gauss
Superficie gaussiana
Cubeta de hielo de Faraday
Resumen de ecuaciones
F
E
q
1
e0 
 8.85  10 -12 C 2 / N  m2
4 pk
kQ
E 2
r
N   e 0E nA   q
kq
E 2
r
q

L
q

A
q

V