Document related concepts
Transcript
6aT1 – Actividades- Conceptos que hemos de trabajar este período hasta el 2º parcial (5 clases) q, conductores/aislantes, 1 C, 1 A, ley de Coulomb, permitividad (o constante dieléctrica) ε0, conservación y cuantización de la carga, E, dipolo eléctrico p, momento dipolar, campo de un dipolo, dipolo en un campo externo: fuerza y momento, ley de Gauss. Toda masa perturba el espacio que la rodea: crea un “campo gravitatorio”. • Toda masa ¿atrae / repele? a cualquier otra masa. Toda carga perturba el espacio que la rodea: crea un “campo eléctrico”E • Toda carga ¿atrae / repele? a cualquier otra carga. Cargaseléctricas: fuentes de campo eléctrico, y sufren los efectos de campos eléctricos (excepto del propio campo!). Carga “fuente” es ... Carga de “prueba” es... Una carga cualquiera q inmersa en un campo eléctrico E, sufre una fuerza... F =. Líneas de campoE: línea tangente a la direccción del campo en cada punto del espacio. Tracemos las líneas de campo eléctrico que genera una carga puntual positiva. Para ello situamos una carga de prueba positiva a cierta distancia de la carga fuente del campo, y dibujamos un pequeño vector que tenga la dirección dela fuerza y del campo. Se repite la operación para todos los puntos del espacio. ¿Y cómo son las líneas para q< 0? ¿Qué es una distribución uniformede carga?λ, Líneas de campo eléctrico que genera un/a... • E, F, magnitudes vectoriales: tienen... (Ex,...) módulo,... Definición de E: • • • • unidades, definición operativa, significado, utilidad.. Una carga aislada perturba todo el espacio. ¿Cómo calcular el campo eléctrico que genera? • • • líneas de campo flujo teorema (o ley) de Gauss σ, ρ • esfera cargada superficialmente con carga positiva. 0. 0. hilo fino recto cargado con λ< 0. esfera maciza cargada con ρ> 0. un plano infinito cargado con σ< cilindro infinito cargado con σ> Líneas de campo eléctrico que genera un cilindro finito cargado superficialmente con densidad de carga unoforme y positiva. Concepto de flujo: Imagina una fuente puntual que lanza agua en todas las direcciones del espacio, simultáneamente y por igual (fuente isótropa)y a ritmo constante. La fuente lanza, por ejemplo, 100 L de agua por minuto. Líneas de campo eléctrico que generan un par de cargas iguales y de signo contrario, ±q (undipolo eléctrico) separadas una distancia d. (El momento del dipolo se define como p = qd. a) Haz un esquema de la situación. b) ¿Qué cantidad de agua atraviesa una esfera imaginaria centrada en la fuente y de radio 1 m? El cálculo de flujos a través de superficies requiere convertir un dS en un vector: fefinición de vector superficie, dS VectordS c) Y si el radio de la esfera es de 10 m? ¿Y de 5.7 m? d) ¿Y si la superficie NO fuera esférica, sino un cilindro vertical centrado en la fuente, y de altura H y radio R? e) ¿Qué cantidad de agua atraviesa una superficie de 1 2 m situada sobre cada una de las esferas anteriores? Ley de Gauss: el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada cualquiera es constante, y coincide con la suma de la carga neta que encierra esa superficie, dividida por la permitividad del vacío: Φ = q/ε0 . Importante: el flujo se puede calcular para cualquier superficie”gaussiana” y la carga encerrada por ella es la suma de las cargas positivas menos la suma de las cargas negativas. Esta ley permite calcular camposEsólo en situaciones (superficies) de MUCHA simetría (puntos, planos infinitos, esferas, cilindros infinitos, hilos rectos infinitos). El vector d va de la carga negativa a la positiva. Por tanto, también el vector p: -→+ - módulo (o norma): - dirección: - sentido: Definición de flujo del campo E a través de dS: dΦ =E·dS = |E| |dS| cos θ = EdS cos θ (producto punto o producto escalar) Calcula dΦ cuando los dos vectores son paralelos, o son perpendiculares o están formando un ángulo θ. Haz un esquema de la superficie y el campo en cada caso. 9 Constante dieléctrica del vacío: 1/(4πε0) = 9×10 S.I. 1
