Download Campo eléctrico creado por una carga puntual 2.

Document related concepts

Dipolo eléctrico wikipedia , lookup

Campo magnético wikipedia , lookup

Efecto Hall wikipedia , lookup

Electricidad wikipedia , lookup

Potencial eléctrico wikipedia , lookup

Transcript
CAMPO ELECTRICO (𝑬)
 Es aquella región de espacio que rodea a una carga eléctrica. Este
campo funciona como transmisor mediante el cual una carga
interactúa con otra que está a su alrededor
Carga de prueba (q)
 Pequeña carga positiva que sirve para detectar si un punto existe un
campo eléctrico generado por una carga Q. Si «q» sufre atracción o
repulsión, significa que en dicho punto existe un campo eléctrico
•
El campo eléctrico en un punto no depende de la presencia de la
carga de prueba
•
El concepto de campo no se limita solo a la electrostática. De
manera que decimos que alrededor de la Tierra (o en torno a
cualquier cuerpo material) existe un campo gravitacional, pues
una masa m colocada en cualquier punto del espacio alrededor de
la Tierra, queda sometida a la acción de la fuerza gravitatoria
El vector campo eléctrico (𝑬)
1.- Magnitud: Consideremos una carga
Q que genera un campo eléctrico y una
carga de prueba q. Entonces, la
magnitud del campo eléctrico se define
como la fuerza eléctrica por unidad de
carga

Por ejemplo, si un campo tiene una intensidad de 200 N/C significa
que el campo ejerce una fuerza de 200 N por cada Coulomb de carga
Campo eléctrico creado por una carga puntual
2.- Dirección y sentido: La dirección y el sentido están dados por
la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre la carga de
prueba positiva colocada en el punto
Ejemplo:
Observaciones:
Al analizar la expresión anterior, podemos
hacer las siguientes observaciones:
1.- La carga de prueba q no aparece en esta expresión. Concluimos
que la intensidad del campo en un punto no depende de la carga de
prueba
2.- La intensidad o magnitud del campo es
proporcional a la carga Q que origina el campo
3.- La intensidad o magnitud del campo es
inversamente proporcional al cuadro de la distancia,
es decir la magnitud de E será menor cuanto mayor
sea la distancia
Campo creado por varias cargas puntuales:
El campo resultante en el punto P es el resultado de sumar
vectorialmente cada uno de los campos individuales creados por las
cargas (principio de superposición)
EJEMPLOS
1.- Para la situación de la figura:
a) Determina el campo eléctrico en P debido a la carga Q= 4 μc
b) ¿Qué fuerza experimenta una carga q = 5 μC ubicada en P?
2.- Determina el campo eléctrico en P debido
a la carga Q= 6 μc
3.- Determina el campo eléctrico resultante en P debido a las cargas
Q1=6x10-8 C y Q2 =4x10-8 C
4.- Determinar x sabiendo que en P
el campo eléctrico es nulo
Q1= 2 μC; Q2=8 μC
5.- Determina el campo eléctrico resultante en P debido a Q1 y Q2
Q1=4μC ; Q2=3 μC
Líneas de fuerza

Concepto introducido por Michael Faraday con la finalidad de
representar el campo eléctrico mediante diagramas

El método consiste en trazar líneas que apunte en la dirección del
vector campo eléctrico. Estas líneas se denominan «líneas de
fuerza»
Si la carga Q fuese negativa el vector 𝐸 estará dirigido «hacia la
carga» por lo tanto, la situación será:
Otras configuraciones:
Ejemplo 1:
Dibuja el vector campo
eléctrico en los puntos P1 y P2
Ejemplo 2:
Un haz de partículas formado por
protones, neutrones y electrones
penetra en un campo eléctrico
uniforme:
a) Indique que haz corresponde
al protón, neutrón y electrón
b) ¿Por qué la curvatura de A
esta mas acentuada?
Observación:
-
El vector campo eléctrico es perpendicular a la línea de fuerza
El numero de líneas por unidad de área que atraviesan una
superficie perpendicular es proporcional a la magnitud del campo
eléctrico. Entonces, el campo es mas intenso cuando las líneas de
fuerza están mas juntas
Reglas para dibujar las líneas de fuerza:
- Las líneas de campo «nacen» en las cargas positivas y convergen
en las cargas negativas
- Ningún par de líneas puede cruzarse
CAMPO ELECTRICO UNIFORME O CONSTANTE
Se tiene un campo eléctrico uniforme cuando presenta la misma
magnitud (intensidad), dirección y sentido en todos los puntos del
espacio
¿Cómo se logra?
Ubicando dos placas planas y paralelas separadas una distancia «d»
pequeña en comparación con el tamaño de las placas. Las placas
deben tener la misma cantidad de carga pero de signos contrarios.
El campo eléctrico siempre se orienta de la placa positiva a la
negativa
Ejemplo:
El campo eléctrico de la figura tiene una magnitud de 2x104 N/C, y la
distancia entre las placas es 7 mm. Suponga que un electrón se deja
libre y en reposo cerca de la placa negativa:
a) ¿Cuál es la magnitud dirección y sentido de la fuerza eléctrica
sobre el electrón?
b) Sabiendo que el peso del electrón es despreciable¿ Qué tipo de
movimiento adquiere el electrón?
c) ¿Qué aceleración adquiere el electrón?
d) ¿Cuánto tarda en desplazarse de la placa negativa a la positiva?
e) ¿con que velocidad llega a la placa positiva?
Q
electrón
=1,6x10-19 C; masa
electrón
=9,1x10-31 Kg