biofisica

 
Ley de Coulomb
Este teorema aplicado al campo eléctrico creado por una carga puntual es equivalente a la ley de Coulomb de la interacción electrostática.


Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. La cargaeléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entre dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la ley de Coulomb
Según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad K depende del medio que rodea a las cargas.
2.- Expresión matemática. La ley de CoulombMediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q’ y r. Enel Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·10-9 Nm2/C2.
Campo eléctrico.
Campo eléctrico
El concepto físico de campo
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para ejercer su influencia sobre otras, de ahí que las fuerzas eléctricas sean consideradas fuerzas de acción a distancia. Cuando en la naturaleza se da una situación de este estilo, se recurre a la idea de campo parafacilitar la descripción en términos físicos de la influencia que uno o más cuerpos ejercen sobre el espacio que les rodea.

La comprobación experimental de la existencia de un campo eléctrico en un punto cualquiera consiste simplemente en colocar un cuerpo cargado en dicho punto, este cuerpo de denomina carga de prueba, existe un campo eléctrico en el punto.
Se dice que existe un campoeléctrico en un punto si sobre un cuerpo cargado en dicho punto se ejerce una fuerza de origen eléctrico.
Dado que la fuerza es una magnitud vectorial, el campo eléctrico es un campo de vectores cuyas propiedades quedan determinadas si se especifican el valor (módulo), la dirección y el sentido de una fuerza eléctrica.
Intensidad de campo eléctrico
La carga eléctrica de los cuerpos altera el espacio quelos rodea. La magnitud que mide esta alteración en un punto determinado es la intensidad del campo eléctrico en dicho punto. Se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de carga positiva situada en ese punto. En la escena siguiente dispones de un punto azul móvil; imaginarás que lleva una carga de 1 Culombio cuando hayas creado un campo eléctrico a su alrededor.
Donde Q es la carga puntualque genera el campo eléctrico r, la distancia entre la carga que genera el campo y el punto (P) donde se quiere terminar la intensidad del campo. Si se supone que la prueba colocada en (P), se experimentara una fuerza dada por:


Se sabe que el valor del campo en P viene dado por:


Si la fuerza en la primera expresión se reemplaza por la segunda se obtiene:

La anterior formula sirvepara calcular el campo eléctrico generado por la carga Q a una distancia r. Se observa que el campo depende de la carga que lo genera y de la distancia de la carga al punto donde se calcula.
Flujo y ley de Gauss
El flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada arbitraria permite formular la ley de Gauss, lo que es equivalente a la dependencia de la interacción electrostática de lainversa del cuadrado de la distancia.
Para aplicar la ley de Gauss a una distribución de cargas, es necesario seguir una cierta estrategia:
1. Determinar la dirección del campo eléctrico, de acuerdo a la simetría de la distribución de cargas (esférica, cilíndrica, plana).
2.
3. Elegir una superficie cerrada apropiada que contenga carga, y calcular el flujo.
4. Calcular la carga en el...