Resúmenes de campo eléctrico

Resúmenes y estrategia de resolución de problemas de CAMPO ELÉCTRICO
1. Distribuciones discretas de carga
Cálculo del campo eléctrico resultante
Planteamiento
Para calcular el campo eléctrico resultante en un punto P generado por una distribución de cargas puntuales, se debe dibujar, en primer lugar, la configuración de las cargas. En el esquema hay que incluir los ejes de coordenadas y unpunto arbitrario donde se desea calcular el campo.
Solución
1. Definir riP como el vector que tiene su origen en cualquier carga i y su final en el punto P, y como el vector del campo eléctrico generado por la carga i en el punto P.
2. Si el punto P y todas las cargas puntuales no están alineados, se deben fijar los ángulos que cada vector forma con los tres ejes.
3. Determinar las trescomponentes de cada vector campo en los ejes y calcular las componentes del campo eléctrico resultante .

¡¡¡ Aunque la expresión del campo eléctrico depende de la localización del punto P, el campo no depende, sin embargo, de la carga testigo q0; por ello, su valor no aparece en la ecuación:  Ley de Coulomb para el campo !!!!

Dibujar líneas de campo
Planteamiento
Las líneas de campoeléctrico comienzan en las cargas positivas (o en el infinito) y terminan en las negativas (o en el infinito)
Solución
1. Las líneas se dibujan uniformemente espaciadas, y saliendo o entrando en la carga.
2. El número de líneas que abandonan una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional al módulo de la carga.
3. La densidad de líneas (número de ellas por unidad de áreaperpendicular a las mismas) en un punto es proporcional al valor del módulo del campo en dicho punto.
4. A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas de campo están igualmente espaciadas y son radiales, como si procediesen de una sola carga puntual igual a la carga neta del sistema.
Comprobación
No pueden cortarse nunca dos líneas de campo. (Si dos líneas de campo se cruzaran, esto indicaríados direcciones para en el punto de intersección, lo cual es imposible.)

Observaciones y ecuaciones relevantes
Cuantización y conservación son propiedades fundamentales de la carga eléctrica.
La ley de Coulomb es la ley fundamental de la interacción entre las cargas en reposo.
El campo eléctrico describe la condición establecida en el espacio por una distribución de cargas.

1. Cargaeléctrica:
Existen dos clases de carga eléctrica, llamadas positiva y negativa. Cargas del mismo signo se repelen y de signo contrario se atraen.
Cuantización:
- la carga eléctrica está cuantizada: siempre se presenta por múltiplos enteros de la unidad fundamental de carga e. la carga del electrón es –e y la del protón + e.
Magnitud:
e = 1,60 x 10 -19 C
Conservación:
La carga se conserva, esdecir, en cualquier proceso, la carga ni se crea ni se destruye; simplemente se transfiere.

2. Conductores y aislantes:
En los conductores, aproximadamente un electrón por átomo posee libertad de movimiento en todo el material.
En los aislantes, todos los electrones están ligados a los átomos próximos

Tierra: Así se llama un conductor muy extenso que puede suministrar una cantidadilimitada de carga (tal como el suelo terrestre).

3. Carga por inducción:
Carga de un conductor por inducción. Se conecta a tierra el conductor, y se mantiene una carga externa cerca de él para atraer o repeler electrones de conducción. Seguidamente, se desconecta el conductor de tierra y, por último, se aleja la carga externa del conductor.

4. Ley de COULOMB:
La fuerza ejercida por una carga q1sobre q2 a una distancia r12 viene dada por:
Donde es un vector unitario dirigido de q1 a q2.

Constante de Coulomb: K = 8,99 x 109 N · m2/C2

5. Campo eléctrico:
El campo eléctrico debido a un sistema de cargas en un punto se define como la fuerza neta , ejercida por aquellas cargas sobre una carga testigo positiva q0, dividida por q0:

Debido a una carga puntual:


Debido a un...