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CARGA ELÉCTRICA, LEY DE COULOMB Y CAMPO ELÉCTRICO

1- Conceptos fundamentales
Carga eléctrica (q)- Existen dos clases de carga eléctrica, llamadas positiva y negativa. La unidad de la magnitudcarga eléctrica (q) en el SI es el Coulomb (C).

Cuantización- La carga eléctrica está cuantizada, siempre se presenta por múltiplos enteros de la unidad fundamental de carga eléctrica e. La cargadel electrón es –e y la del protón +e.

Magnitud: e =1,602176487 × 10-19 C

Para cualquier cuerpo q = Ne, siendo N un número entero.

Principio de conservación de la carga eléctrica: la carga seconserva, ni se crea ni se destruye, sólo se transfiere.

Conductores y aislantes- En los conductores, aproximadamente un electrón por átomo posee libertad de movimiento en todo el material, en losaislantes todos los electrones están ligados a los átomos próximos. Como modelo ideal, un conductor tiene un número infinito de portadores de carga, los cuales se pueden mover muy fácilmente.

Leyde Coulomb: Fuerza ejercida por una carga q1 sobre otra q2 en condiciones estacionarias:



k constante de Coulomb
8,987551787×109 N·m2/C2
0 = 8,854187817× 10-12 C2/(N·m2) (permitividaddel vacío)

r1,2 = r2 – r1

Principio de superposición- Supondremos que se cumple el principio de superposición: la fuerza que ejerce sobre una carga debido a un conjunto de cargas, es igual a lasuma de las fuerzas individuales: F1 = F2,1 + F3,1 +… + FN,1

Campo eléctrico (E)- El campo eléctrico debido a un sistema de cargas en un punto se define como la fuerza neta de origen coulombianoejercida por aquellas cargas sobre una carga testigo positiva q0, dividida por q0 (q0 se supone tan pequeña que no provoca la redistribución de las demás cargas)
Campo eléctrico debido a una cargapuntual:
Campo debido a un sistema de cargas puntuales:
Dipolo eléctrico (p): sistema de dos cargas iguales pero opuestas, separadas por una pequeña distancia, su momento bipolar p vale: p =...