Campo Electrico

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Carga Eléctrica: es una propiedad intrinseca de la materia, la cual se puede obtener al frotar dos objetos, por inducción o por contacto. Existen dos tipos de carga, la positiva y la negativa. Se dice que un cuerpo esta cargado positivamente cuando tiene una deficiencia de electrones, y si tiene una carga negativa es que tiene un exceso de electrones

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Cuantización dela carga: Una propiedad de la carga eléctrica es que esta cuantizada, es decir, se da en cantidades discretas múltiplos de la carga correspondiente a un electrón, cuya carga se define como: 1.6 x 10 –19 Coulombs y se representa por e. De acuerdo con observacion es experimentales cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo diferente se atraen. Principio de conservación de la carga: Encualquier sistema cerrado la carga neta permanece constante.

Conductores y carga en el Electroscopio
• Dentro de un conductor los electrones se mueven libremente. • El electroscopio esta hecho de dos conductores.
– Un electrodo principal conductor. – 2 hojas de oro conductoras.
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En la naturaleza existen diversos tipos de materiales, a saber, conductores, dieléctricos, semiconductores ysuperconductores, en este curso de ectrostática sólo se estudiarán los Conductores y los Dieléctricos o Aislantes. Un material Conductor es cualquier sustancia que posee una gran cantidad de portadores de carga libre por unidad de volumen (electrones) > 1017 e/m3. Ejemplos: Metales y soluciones iónicas. Un material Dieléctrico o Aislante es aquel que tiene muy pocos portadores de carga libre porunidad de volumen, es decir, < 105 e/m3. Ejemplos: Madera, plástico, seda vidrio, etc.

• Agrega carga negativa
• Se agregan electrones -



• Agrega carga positiva
– Se retiran electrones
+ +

1

Frotamiento
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Tabla de materiales, ordenadas de tal forma que adquieren carga positiva si se frotan conta las que les siguen y negativa si se frota conta las que le preceden.
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Duranteel frotamiento se transfieren electrones libres de un cuerpo a otro, lográndose así una deficiencia de electrones en uno y un exceso de electrones en el otro. Si realizamos un pequeño experimento de frotar una barra de vidrio con un trozo de seda, observamos que después de hacerlo, la barra es capaz de atraer pequeños pedazos de papel.

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Plexiglass Vidrio  Marfil  Lana  Madera  Papel Seda  Azufre
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Inducción
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Ley de Coulomb (1785)
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Con esta técnica es posible cargar materiales conductores, debido a la gran cantidad de electrones libres que poseen y al aproximarle un objeto cargado se redistribuye la carga, apareciendo una distribución superficial de carga.
+ + + +

-

- + - + + + + + +

-

-

+

- -

+ + + + + +

La fuerza de atracción orepulsión ejercida por un cuerpo cargado sobre otro es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

 QQ ˆ F  k 12 2 r r
Donde: k 

Esfera electricamente neutra

Esfera cargada negativamente del extremo izquierdo y positivamente en el derecho

1 4 o

y o es la constante de permitividad del vacio o = 8.85 x10–12 [C2/Nm2]

¿Que es la Ley de Coulomb?
q1 r 12 Unidades en el SI:
 

La fuerza de 1 sobre 2

q2

r en metros q en Coulombs
F

 1 q1q2 ˆ F12  r12 2 4 0 r12

F

+

r

+

F



1 = 9 · 109 N-m2/C2 40
Llamamos a este grupo de constantes “k” quedando como:  qq F  k 1 22 r

Fuerza de repulsión en cargas del mismo signo

  en Newtons  r es un vector unitario ˆ+

-

apuntando de 1 a 2

12

Fuerza de atracción en cargas con signo opuesto

• Esta fuerza tiene la misma dependencia espacial que la fuerza gravitacional, pero NO se considera la carga aqui. • La magnitud de la fuerza entre dos objetos cargados es determinada por la carga de los dos objetos y la separación entre ellos.

2

Ley de Coulomb Cualitativa
q1
r
• ¿Qué pasa si...