studente

Tema 1
CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS

1. INTRODUCCIÓN HISTÓRICA

Gilbert (1540-1603) descubrió que la electrificación era un
fenómeno de carácter general.
En 1729, Stephen Gray demuestra que la electricidad tiene
existencia por sí misma y no es una propiedad impuesta al
cuerpo por rozamiento.
Franklin (1706-1790) demuestra que existen dos tipos de
electricidad a las que llamó positivay negativa.
Coulomb (1736-1806) encontró la ley que expresa la
fuerza que aparece entre cargas eléctricas.

En 1820 Oersted observó una relación entre electricidad
y magnetismo consistente en que cuando colocaba la
aguja de una brújula cerca de un alambre por el que
circulaba corriente, ésta experimentaba una desviación.
Así nació el Electromagnetismo.

 Faraday (1791-1867)introdujo el concepto de Campo
Eléctrico.
Maxwell (1831-1879) estableció las Leyes del
Electromagnetismo, las cuales juegan el mismo papel
en éste área que las Leyes de Newton en Mecánica.

2. CARGA ELÉCTRICA

Es una magnitud fundamental de la física, responsable de la interacción
electromagnética.

En el S.I. La unidad de carga es el Culombio (C) que se define como la
cantidad de carga quefluye por un punto de un conductor en un segundo
cuando la corriente en el mismo es de 1 A.

1 mC =10-3 C
Submúltiplos del
Culombio

1 mC = 10-6 C
1 nC = 10-9 C

Características de la carga
i) Dualidad de la carga: Todas las partículas cargadas
pueden dividirse en positivas y negativas, de forma que
las de un mismo signo se repelen mientras que las de
signo contrario se atraen.ii) Conservación de la carga: En cualquier proceso físico,
la carga total de un sistema aislado se conserva. Es
decir, la suma algebraica de cargas positivas y
negativas presente en cierto instante no varía.
iii) Cuantización de la carga: La carga eléctrica siempre
se presenta como un múltiplo entero de una carga
fundamental, que es la del electrón.

Tema 1: CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS
1.Fuerza eléctrica
2. Líneas de campo eléctrico
3. Flujo eléctrico

4. Conductores cargados en equilibrio
5. Dipolos eléctricos

6. Estructura molecular de un dieléctrico
7. Propiedades de los dieléctricos

FUERZA ELÉCTRICA: LEY DE COULOMB
La fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra actúa a lo largo de la línea que las une. Esta fuerza
varía inversamente con el cuadrado de ladistancia que las separa y es proporcional al producto de las
cargas. La fuerza es repulsiva si las cargas son del mismo signo y atractiva en caso contrario.


u12


kq q 
F12  12 2 u 12
r12

q1


u12

k  9 10 N  m  C
9

2

-2

q1


r12


F12
q2


r12

F12

q2



Observación: cuando signo(q1) = signo(q2)  u12 y F12 tienen el mismo sentidoSistemas de cargas
Se aplica el principio de superposición:
La fuerza sobre cada carga es la suma (vectorial) de las
fuerzas ejercidas sobre ella por el resto de las cargas.

kq q 
F13  12 3 u 13
r13

Sumando los términos de
esta columna se obtiene
la fuerza sobre la carga 1


kq q 
F12  12 2 u 12
r12


kq q 
F21  12 2 u 21
r21

Sumando los términos de
esta columna seobtiene
la fuerza sobre la carga 2


kq q 
F23  12 3 u 23
r23


kq q 
F31  12 2 u 31
r31


kq q 
F32  12 3 u 32
r32

Sumando los términos de
esta columna se obtiene
la fuerza sobre la carga 3


F31


u12

q1 
u13

 q2
F12

 u23
u21 

F32
F21

F23 
u32 

u31
F13
q3

7

Constantes auxiliares
Permitividad del vacío (eo): Sedefine de forma que

k

1
4 e o

eo= 8,85·10-12 C2/N m2
Si el medio en el que se encuentran las cargas es distinto al vacío, se comprueba
que la fuerza eléctrica es  veces menor, de esta forma se define la
Permitividad del Medio como e =  eo.. Siendo  la Constante Dieléctrica del
Medio . Así,

k'

1
4e

CAMPO ELÉCTRICO



F
kq 
E12  12  2 1 u 12
E12
q2
r12...