Potencial Eléctrico

1. INTRODUCCIÓN

Con el conocimiento adquirido en cursos de física, se aprecia que existe una fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos cargados.  Teniendo en cuenta lo anterior el informe que a continuación se muestra es importante para conocer la existencia del campo eléctrico producido por el flujo de corriente a través de cargas.
En esta práctica se definirá una cantidad llamadacampo eléctrico que puede utilizarse para determinar la fuerza en una pequeña carga de prueba como resultado neto de la presencia de otras cargas.

En ese sentido, se describen conceptos de potencial y campo eléctrico, incentivando de alguna manera el análisis y/o razonamiento matemático en los estudiantes.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Describir los conceptos de potencial ycampo eléctrico, mediante aplicaciones y experiencias de la vida cotidiana.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Identificar el concepto eléctrico
• Representar campo eléctrico por medio de líneas de fuerzas
•  Formular matemáticamente la intensidad de campo eléctrico
• Aprender como calcular el campo eléctrico asociado con las cargas que se
distribuyen a través de un objeto.• Entender como las líneas de campo eléctrico pueden usarse para describir la magnitud y dirección del campo eléctrico en una pequeña región del espacio

3. CAMPO ELÉCTRICO

3.1 APLICACIONES

El campo eléctrico se utiliza en todos los sistemas de comunicaciones electrónicos. Su importancia es fundamental en la óptica, en el diseño de conductores. Equipos como las fotocopiadoras,Osciloscopios y eliminadores de emisiones de contaminantes en chimeneas aplican más directamente los fenómenos relacionados con el campo eléctrico.

El campo eléctrico es una perturbación que modifica el espacio que lo rodea. (Dicho campo puede ser proveniente por ej. de una carga puntual). Se considera un ente físico no visible, pero si medible, y se lo modeliza matemáticamente como el vector campoeléctrico, el cual se define como la relación entre la Fuerza Coulombiana que experimenta una carga testigo y el valor de la carga testigo(una carga testigo positiva). La definición más intuitiva acerca del campo eléctrico se la puede estudiar mediante la ley de Coulomb.

3.1.1 Definición mediante la ley de coulomb

Partiendo de la ley de Coulomb que expresa que la fuerza entre dos cargas enreposo relativo depende del cuadrado de la distancia, matemáticamente es igual a:

[pic]
Donde:
[pic]  Es la permitividad eléctrica del vacío tiene que ver con el sistema internacional,
[pic] Son las cargas que interactúan,
[pic] Es la distancia entre ambas cargas,
[pic], Es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga 1.
y [pic] es el unitario en la dirección [pic]. Nóteseque en la fórmula se está usando ε0, esta es la permitividad en el vacío. Para calcular la interacción en otro medio es necesario cambiar la permitividad de dicho medio. (ε = εr.ε0).

La ley anterior presuponía que la posición de una partícula en un instante dado, hace que su campo eléctrica afecte en el mismo instante a cualquier otra carga.

Ese tipo de interacciónes en las que el efectosobre el resto de partículas parece dependender sólo de la posición de la partícula causante sin importar la distancia entre las partículas se denomina en física acción a distancia. Si bien la noción de acción a distancia fue aceptada inicialmente por el propio Newton, experimentos más cuidados a lo largo del siglo XIX llevaron a desechar dicha noción como no-realista. En ese contexto se pensó queel campo eléctrico no sólo era un artificio matemático sino un ente físico que se propaga a una velocidad finita (la velocidad de la luz) hasta afectar a otras partículas[1].

Esa idea conllevaba modificar la ley de Coulomb de acuerdo con los requerimientos de la teoría de la relatividad y dotar de entidad física al campo eléctrico. Así, el campo eléctrico es una distorsión electromagnética...