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Clase 3 CONSIDERACIONES SOBRE LA CARGA Y LAS CORRIENTES ELÉCTRICAS Profesor Luis M. Castellanos
1. La carga eléctrica es una propiedad adjunta a la existencia de la materia. Queremos decir con esto que las cosas pueden estar cargadas o no estarlo y por lo tanto “el existir”, no está condicionada por la carga eléctrica como si puede estarlo la masa 2. Existen dos tipos de carga eléctrica:Positiva y Negativa. En éste curso usaremos la letra + q y q para denotar cargas eléctricas positivas y negativas respectivamente, el valor más pequeño y corrientemente conocido de carga es la de un electrón cuyo valor aproximado es de -19 1.6x10 Coulombs. 3. La carga eléctrica es una constante del universo. Esta es la más importante propiedad de la carga eléctrica como veremos más adelante pues quieredecir que la cantidad de carga que había en los comienzos del universo es la misma que existe hoy día, también se le llama a ésta propiedad la invariancia de la carga eléctrica y nos obliga siempre a justificar cualquier posible pérdida de carga en determinado volumen o región del espacio: En otras palabras una carga que desaparece en un punto debe aparecer en algún otro punto 4. Las Cargaseléctricas Interactúan entre ellas. Al igual que las masas, las cargas interactúan atrayéndose ó (signos contrarios) repeliéndose (igual signo), se le llama interacción coulombiana y una consecuencia inmediata de ésta interacción es la aparición del Campo eléctrico: E(r), Si las cargas se hallan en reposo los campos E(r) no dependerán del tiempo y se denominan campos electrostáticos. 5. Cuando una o máscargas eléctricas se mueven crean una corriente eléctrica. Si el movimiento de cargas es con velocidad constante las corrientes creadas son constantes en el tiempo 6. Corrientes eléctricas crean campos magnéticos. Toda corriente eléctrica o cargas en movimiento crean campos magnéticos B(r), si éstas corrientes son constantes los campos magnéticos creados no dependen del tiempo y serán camposmagnetostáticos pero si las corrientes dependen del tiempo los campos magnéticos por ellas creadas dependerán del tiempo B(r ,t) Podría pensarse entonces que de las consideraciones 1-6 se deduce todo el electromagnetismo, sin embargo aunque estas son consideraciones necesarias en el camino hacia construcción de una aceptable teoría electromagnética no son suficientes en el sentido que aún no se lograrelacionar directamente el campo eléctrico E con el campo magnético B. Para ello será necesaria la aparición de un fenómeno trascendental conocido como ley de Inducción de Faraday-Henry. En ésta curso nos proponemos elaborar y profundizar en las consideraciones anteriores para lo cual debemos primero considerar las posibles formas como se distribuye la carga eléctrica en el espacio.Distribuciones de Carga
Distribución lineal: cuando la carga eléctrica se distribuye en un objeto unidimensional que pueden ser rectos o curvos tales como varillas, arcos ó segmentos de arco, la distribución puede ser uniforme o no uniforme y utilizamos el símbolo λ para hablar de la densidad lineal de carga. λ : carga por unidad de longitud = Distribución superficial: cuando la carga eléctrica se distribuyeen un objeto bidimensional que pueden ser superficies abiertas o cerradas tales como láminas, esferas cilindros conos etc. La distribución puede ser uniforme o no uniforme. Utilizamos el símbolo σ para hablar de la densidad superficial de carga σ : carga por unidad de superficie =

Distribución volumétrica: cuando la carga eléctrica se distribuye en el interior de objetos tridimensionales talescomo esferas, cilindros, paralelepípedos etc. La distribución puede ser uniforme o no uniforme. Utilizamos el símbolo ρ para hablar de la densidad volumétrica de carga ρ : carga por unidad de volumen = La fuerza de Coulomb. La fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales separadas una distancia r viene dada por la ley de coulomb
r k qq ˆ F = e 1 2 ur r2

(1)

dv΄
Z

r-r΄

P

Si la...