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INTERACCION
ELECTROSTATICA
EN EL VACIO
INTERACCION
ELECTROSTATICA EN
EL VACIO
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OBJETIVOS
1. Describir la interacción
entre cargas en reposo.
2. Definir el campo y el
potencial electrostáticos.
3. Estudiar las propiedades
de la interacción eléctrica.
4. Estudiar cómo se
comporta un dipolo
eléctrico en un campo
externo.
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INDICE
1.
2.
3.
4.
Introducción.
Ley de Coulomb.
Campo eléctrico.
Naturaleza conservativa del
campo electrostático.
Potencial electrostático.
5. Energía electrostática
6. Teorema de Gauss
7. Dipolo eléctrico en un campo
eléctrico
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Carga eléctrica
• Existen dos clases de carga eléctrica:
positiva y negativa.
• La carga total del universo se conserva.
• La carga está cuantizada.
• En los átomos hay carga positiva y
negativa.
Ley de Coulomb
Las fuerza entre dos cargas es central,
siendo su módulo proporcional al
producto de las cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa.

1
Fq  kqq i  
r  ri
2
 
r  ri 
 
r  ri
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Campo eléctrico
Función vectorial de punto que
representa una propiedad local
atribuible a la presencia de cargas
en el espacio.
Fuerza sobre la unidad de carga
positiva.
Para una distribución de cargas
puntuales qi situadas
en puntos de

coordenadas ri:
 
E( r )  k

i
 

r  ri 
qi   3
r  ri
Para distribuciones continuas de
carga la suma se convierte en una
integral.
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Potencial electrostático
El trabajo realizado por la fuerza
eléctrica, cuando una carga se desplaza
de un punto a otro del espacio, no
depende de la trayectoria descrita sino
de las posiciones inicial y final: la fuerza
eléctrica es conservativa.
El valor del trabajo realizado por la
fuerza, cambiado de signo, es el
incremento de energía potencial
eléctrica de la carga.
Se define el potencial eléctrico como la
energía potencial por unidad de carga.
El potencial creado en un punto P por
una carga puntual q situada a una
distancia r de P (origen de potenciales
en el infinito):
kq
V(r ) 
r
Actividades: Problema 4
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Energía electrostática
Energía potencial de
distribución de carga:
una
Trabajo que un agente externo debe
realizar de forma cuasiestática para
conseguir reunir una distribución de
carga, partiendo de una posición en la
que todas las cargas están a una
distancia infinita entre sí, contra la
fuerza que se produce entre ellas.
1
U
2
q V
i
i
i
Para distribuciones continuas de carga
la suma se convierte en una integral.
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Teorema de Gauss
El flujo del campo eléctrico a través de
una superficie cerrada es proporcional a
la carga encerrada dentro de la
superficie:

  q int erior
E  dS 
0
Es una consecuencia directa de que la
interacción electrostática entre cargas
puntuales depende del inverso del
cuadrado de la distancia.
Este teorema tiene carácter general y
resulta muy útil para calcular el valor
del campo eléctrico en distribuciones de
alta simetría (esferas, cilindros, planos).
Actividad: Problema 7
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Dipolo eléctrico en un
campo eléctrico
Dipolo eléctrico:
Sistema formado por dos cargas iguales
y opuestas (+q,-q), separadas por una
distancia L. Se  caracteriza por su
momento dipolar p .
Dipolo en un campo externo uniforme:
No se ejerce fuerza neta sobre el dipolo.
Se produce un momento de torsión:
  
  pE
La energía potencial de orientación del
dipolo en el campo es: 

U  p  E
Actividad: Problema 10
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