campos electricos

CAMPOS ELÉCTRICOS ESTÁTICOS
La electrostática es el estudio de los efectos de las cargas eléctricas en reposo y de los campos eléctricos que no cambian en el tiempo. Aplicaciones: relámpagos - efecto corona - osciloscopio - impresoras de chorro de tinta - teclados de efecto capacitivo.

Ley de Coulomb
Una carga puntual no tiene direcciones preferenciales. Su campo eléctrico debe ser radialen todas partes y tener la misma intensidad en todos los puntos de una superficie esférica con centro en la carga.
a) Campo electrostático de una carga puntual en el origen. Aplicando la ley de Gauss


Por lo tanto:

b) Campo electrostático de una carga puntual fuera del origen

R’= vector posición de q
R = vector posición de P


Cuando se coloca una carga puntual q2 en el campo creadopor otra carga puntual q1, q2 experimenta una fuerza.
Ley de Coulomb.

Ley de Gauss
Integrando a) m.a.m.

Y aplicando el teorema de la divergencia resulta

Donde Q es la carga total en el volumen V limitado por S. Es la ley de Gauss.
La ley de Gauss establece que el flujo de salida total del campo E a través de cualquier superficie cerrada en el espacio libre, es igual a la carga totalencerrada en la superficie dividida por ε0.
Observamos que la superficie S puede ser cualquier superficie cerrada hipotética (matemática) elegida por conveniencia; no tiene porque ser una superficie física.


Potencial eléctrico
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica (ley de Coulomb) para mover una carga positiva q desde la referencia (en elcaso de la carga puntual el infinito) hasta ese punto, dividido por dicha carga. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica, dividido por esa carga. Matemáticamente se expresa por:
V=W/q
Considérese una carga de prueba positiva, la cual se puede utilizar parahacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática mutua es:

De manera equivalente, el potencial eléctrico es =

Medios Materiales en un Campo Eléctrico Estático
Conductores
Un medio conductor es un material en el que los portadores de carga poseen libertad de moverse en su interior, en respuesta acampos eléctricos. Un conductor perfecto o ideal es un conductor en que los portadores de carga se moverán en respuesta a cualquier campo eléctrico, por pequeño que éste sea (gran movilidad).
Nos interesa, por ahora, estudiar el comportamiento de los medios conductores en presencia de campos eléctricos estáticos. El primer resultado de importancia es que el campo eléctrico en el interior de unconductor es cero.
En efecto, supongamos que producimos una inhomogeneidad en la distribución de carga en el interior de un conductor. Inicialmente, las cargas en el interior se moverán en respuesta al campo eléctrico presente y lo seguirán haciendo mientras sea distinto de cero, por lo tanto, el equilibrio se alcanzará sólo cuando en el interior del conductor. Cuando se alcance tal situación deequilibrio, necesariamente, no habrá carga neta en el interior del conductor; por lo tanto si hay una carga neta en el conductor, ésta residirá en su superficie.
Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Si establecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería latubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.
Cuando se aplica una diferencia de potencial a los extremos de un trozo de metal, se establece de inmediato un flujo de corriente, pues los electrones o cargas eléctricas de los átomos que forman las moléculas del metal, comienzan a moverse de inmediato empujados por la presión que sobre ellos ejerce la tensión o voltaje.Esa...