Una Carga Eléctrica Puntual Q
Páginas: 8 (1827 palabras)
Publicado: 5 de marzo de 2016
Introducción
Tanto la fuerza eléctrica como la gravitacional son ejemplos de fuerza de acción a distancia que resultan extremadamente difíciles de visualizar.
El campo de fuerza que rodea a una masa es un campo gravitacional. Si lanza al aire una pelota, ésta describe una trayectoria curva. ¿Por qué? El concepto de fuerza elimina el factor distancia. La pelota está continuamente en contactocon el campo.
Se puede decir que la trayectoria de la pelota es curva porque interactúa con el campo gravitacional de la Tierra. Del mismo modo en que el espacio que rodea a la Tierra o a cualquier otra masa está lleno de un campo gravitacional, el espacio que rodea a toda carga eléctrica está lleno de un campo eléctrico. En los campos gravitacional y eléctrico no hay contacto entre los objetos,por lo que las fuerzas actúan a distancia.
Campo eléctrico
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica F dada por la siguiente ecuación:
F = qE
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, solo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tieneen cuenta la variación del campo magnético.
El campo eléctrico E creado por la carga puntual q1 en un punto cualquiera P se define como:
donde q1 es la carga creadora del campo (carga fuente), K es la constante electrostática, r es la distancia desde la carga fuente al punto P y ur es un vector unitario que va desde la carga fuente hacia el punto donde se calcula el campo eléctrico (P). Elcampo eléctrico depende únicamente de la carga fuente (carga creadora del campo) y en el Sistema Internacional se mide en N/C o V/m.
Una vez conocido el campo eléctrico E en un punto P, la fuerza que dicho campo ejerce sobre una carga de prueba q que se sitúe en P será:
por tanto, si la carga de prueba es positiva, la fuerza que sufre será paralela al campo eléctrico en ese punto, y si esnegativa la fuerza será opuesta al campo, independientemente del signo de la carga fuente.
El campo eléctrico cumple el principio de superposición, por lo que el campo total en un punto es la suma vectorial de los campos eléctricos creados en ese mismo punto por cada una de las cargas fuente.
Unidad de Campo electico
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio pormetro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales;
Para expresar la unidad de campo eléctrico se pueden utilizar otras magnitudes, que ayudarán a que el concepto de campo eléctrico quede más claro. Una cargaubicada en un campo eléctrico E, es afectada por éste y se ejercerá sobre ella una fuerza F. Ahora, si esta carga se desplaza una distancia “d” entre los puntos A y B, en sentido opuesto a la fuerza, se habrá realizado un trabajo (W). El trabajo realizado está definido por lo siguiente: Trabajo = Fuerza x distancia, entonces la fórmula queda: W = F x d = Q x E x d
Ya que F = Q x E (despejando F de lafórmula que aparece al principio de la página). Manipulando la fórmula anterior se obtiene: W / Q = E x d.
La expresión E x d se llama diferencia de potencial entre los puntos A y B, y se representa como VAB. Entonces VAB = E x d. Despejando el campo eléctrico de la última ecuación se obtiene: E = VAB/d y la unidad es: voltios/metros.
Movimiento en un campo eléctrico
Cuando una partícula...
Introducción
Tanto la fuerza eléctrica como la gravitacional son ejemplos de fuerza de acción a distancia que resultan extremadamente difíciles de visualizar.
El campo de fuerza que rodea a una masa es un campo gravitacional. Si lanza al aire una pelota, ésta describe una trayectoria curva. ¿Por qué? El concepto de fuerza elimina el factor distancia. La pelota está continuamente en contactocon el campo.
Se puede decir que la trayectoria de la pelota es curva porque interactúa con el campo gravitacional de la Tierra. Del mismo modo en que el espacio que rodea a la Tierra o a cualquier otra masa está lleno de un campo gravitacional, el espacio que rodea a toda carga eléctrica está lleno de un campo eléctrico. En los campos gravitacional y eléctrico no hay contacto entre los objetos,por lo que las fuerzas actúan a distancia.
Campo eléctrico
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica F dada por la siguiente ecuación:
F = qE
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, solo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tieneen cuenta la variación del campo magnético.
El campo eléctrico E creado por la carga puntual q1 en un punto cualquiera P se define como:
donde q1 es la carga creadora del campo (carga fuente), K es la constante electrostática, r es la distancia desde la carga fuente al punto P y ur es un vector unitario que va desde la carga fuente hacia el punto donde se calcula el campo eléctrico (P). Elcampo eléctrico depende únicamente de la carga fuente (carga creadora del campo) y en el Sistema Internacional se mide en N/C o V/m.
Una vez conocido el campo eléctrico E en un punto P, la fuerza que dicho campo ejerce sobre una carga de prueba q que se sitúe en P será:
por tanto, si la carga de prueba es positiva, la fuerza que sufre será paralela al campo eléctrico en ese punto, y si esnegativa la fuerza será opuesta al campo, independientemente del signo de la carga fuente.
El campo eléctrico cumple el principio de superposición, por lo que el campo total en un punto es la suma vectorial de los campos eléctricos creados en ese mismo punto por cada una de las cargas fuente.
Unidad de Campo electico
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio pormetro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales;
Para expresar la unidad de campo eléctrico se pueden utilizar otras magnitudes, que ayudarán a que el concepto de campo eléctrico quede más claro. Una cargaubicada en un campo eléctrico E, es afectada por éste y se ejercerá sobre ella una fuerza F. Ahora, si esta carga se desplaza una distancia “d” entre los puntos A y B, en sentido opuesto a la fuerza, se habrá realizado un trabajo (W). El trabajo realizado está definido por lo siguiente: Trabajo = Fuerza x distancia, entonces la fórmula queda: W = F x d = Q x E x d
Ya que F = Q x E (despejando F de lafórmula que aparece al principio de la página). Manipulando la fórmula anterior se obtiene: W / Q = E x d.
La expresión E x d se llama diferencia de potencial entre los puntos A y B, y se representa como VAB. Entonces VAB = E x d. Despejando el campo eléctrico de la última ecuación se obtiene: E = VAB/d y la unidad es: voltios/metros.
Movimiento en un campo eléctrico
Cuando una partícula...
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