Campo_electrico

Campo eléctrico y
Potencial Eléctrico.
Física General

El concepto de campo
Un campo se define como una propiedad del espacio
en el que un objeto material experimenta una fuerza.
Pm .
F

Sobre la Tierra, se dice que existe
un campo gravitacional en P.
Puesto que una masa m experimenta
una fuerza descendente en dicho
punto.
¡No hay fuerza, no hay campo; no hay
campo, no hay fuerza!

La direccióndel campo está determinada por la fuerza.

El campo gravitacional
A

F

 B
F

Note que la fuerza F es real, pero el
campo sólo es una forma
conveniente de describir el espacio.
Considere los puntos A y B sobre la superficie de
la Tierra, sólo puntos en el espacio.

Si g se conoce en
cada punto sobre la
Tierra, entonces se
puede encontrar la
fuerza F sobre una
masa dada.

El campo en los puntosA o B se puede
encontrar de:

F
g
m

La magnitud y dirección del
campo g depende del peso, que
es la fuerza F.

El campo eléctrico
1. Ahora, considere el punto
P a una distancia r de +Q.
2. En P existe un campo eléctrico E
si una carga de prueba +q tiene
una fuerza F en dicho punto.

3. La dirección del E es igual
que la dirección de una fuerza
sobre la carga + (pos).
4. La magnitud de E estádada por la fórmula:

+q
P +.

F

r
++
+
+
++Q++

E

Campo eléctrico
F
N
E  ; unidades
q
C

El campo es propiedad del
espacio
La fuerza sobre +q está
en dirección del campo.

F. E
+q +
r
++
+
+
++Q++
Campo eléctrico

-q .La fuerza sobre -q
está contra la
dirección del campo.

F

E
r

++
+
+
++Q++

Campo eléctrico

En un punto existe un campo E ya sea que en
dicho punto haya o no una carga. Ladirección
del campo es alejándose de la carga +Q.

Campo cerca de una carga
negativa
E
+q +.
F r
- --- -Q
-Campo eléctrico

La fuerza sobre +q está
en dirección del campo.
La fuerza sobre -q
está contra la
dirección del campo.

F
-q .-

E
r

-- -Q --Campo eléctrico

Note que el campo E en la vecindad de una carga
negativa –Q es hacia la carga, la dirección en que se
movería una carga de prueba +q.La magnitud del campo E
La magnitud de la intensidad del campo eléctrico en un
punto en el espacio se define como la fuerza por unidad
de carga (N/C) que experimentaría cualquier carga de
prueba que se coloque en dicho punto.
Intensidad
Intensidad de
de
campo
campo eléctrico
eléctrico EE

F
E  ; unidades
q

N
C

La dirección de E en un punto es la misma que la
dirección en que se movería unacarga positiva SI
se colocara en dicho punto.

Ejemplo 1. Una carga de +2 nC
se coloca a una distancia r de
+2
una carga de–8 C. Si la carga
+q nC
+ .P
4000 N
experimenta una fuerza de 4000 E
E
r
N, ¿cuál es la intensidad del
- -campo eléctrico E en dicho
-- -Q
-–8 C
punto P?
--

Primero, note que la dirección de
E es hacia –Q (abajo).

F
4000 N
E 
-9
q 2 x 10 C

Campo eléctrico

E = 2 x 1012
N/Chacia
abajo

Nota: El campo E sería el mismo para cualquier carga que se
coloque en el punto P. Es una propiedad de dicho espacio.

Ejemplo 2. Un campo constante E de 40,000
N/C se mantiene entre las dos placas
paralelas. ¿Cuáles son la magnitud y
dirección de la fuerza sobre un electrón que
pasa horizontalmente entre las placas?
+ + + + + + + + +

El campo E es hacia
abajo, y la fuerza sobreees arriba.
F

e- -

E  ; F qE
q

Fe -.

E

e- -

- - - - - - - - -19

F qE (1.6 x 10 C)(4 x 10
-15
FF =
6.40
x
10
= 6.40 x 10-15 N,
N, hacia
hacia
arriba
arriba

4 N
C

)

Campo E a una distancia r
desde una sola carga Q
Considere una carga de prueba +q
colocada en P a una distancia r de Q.

La fuerza hacia afuera sobre +q
es:
kQq

F

r

2

FE
+q +.. PP
r
++
+
+
+
++Q++

kQ
E 2
r

Por tanto,el campo eléctrico E es:

F kQq r
E 
q
q

2

kQ
E 2
r

Ejemplo 3. ¿Cuál es la intensidad del
campo eléctrico E en el punto P, a una
distancia de 3 m desde una carga
negativa de–8 nC?
E=?

.
r
3m

-Q

-8 nC

P

Primero, encuentre la
9 Nm 2
-9
magnitud:
kQ (9 x 10 C2 )(8 x 10 C)

E

r

2



(3 m) 2

EE =
= 8.00
8.00
N/C
N/C
La dirección es la misma que la fuerza sobre
una carga positiva si...