Varios Temas

Tema 3: Fuerzas eléctricas y
campo eléctrico
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Ingeniería Industrial
Primer curso
Curso 2009/2010

Dpto. Física Aplicada III
Universidad de Sevilla

1

Índice






Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico







Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas decarga
Líneas de campo eléctrico
Movimiento de cargas en un campo eléctrico

Ley de Gauss

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Tema 3.-Fuerzas eléctricas …
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Introducción






“Elektron” es un vocablo griego que
significa ámbar
i ifi á b
Al frotar el ámbar éste atrae pequeños
p q
objetos (pajitas,plumas,…)
La electricidad es un fenómeno muy
presente en la vida diaria:



Fenómenos de electricidad estática
Ingeniería: máquinas y motores eléctricos

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Tema 3.-Fuerzas eléctricas …
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Carga eléctrica


Evidencia experimental:









Dos barras deplástico frotadas con piel se
repelen
Dos barras de vidrio frotadas con seda se
repelen
La barra de vidrio y la de plástico se atraen

Se dice que las barras están cargadas
Hay dos tipos de carga:



Carga positiva
Carga negativa
C
ti

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4/50Propiedades de la carga


Cuantización





La carga esta cuantizada: Q   Ne
Donde
D d e es l unidad fundamental de carga, que
la id d f d
t ld
coincide con el valor absoluto la carga del electrón
Usualmente N es muy grande



Conservación de la carga
19
Unidades: culombio (C) e  1.60  10 C



Ejemplo: la carga trasvasada al frotar dos objetos es



del orden de 50nC:

50nC
50  109 C
N

 3  1011
19
e
1.60  10-19 C

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Aislantes y conductores
Clasificación de la materia atendiendo a sus
propiedades de conducción eléctrica
 Conductores: la carga puede desplazarse por
su interior con facilidad


Ejemplo: metales

Aislantes:
Aislantes La carga no puede moverse
ca ga
p ede mo e se
libremente




Cuando se cargan por frotación la carga queda
confinada en la región frotada.
Ejemplos: vidrio, caucho, madera.

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Índice





Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico







Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas de campo eléctrico
Movimiento de cargas en un campo eléctrico

Ley de Gauss

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Ley de Coulomb


Fuerza ejercida por una carga puntual
sobre otra
b







Balanza de torsión
B l
d t ió

Está dirigida a lo largo de la línea que las
une
Disminuye con el cuadrado de la distancia
que separa las cargas
Es proporcional al producto de las cargas
Es repulsiva para cargas del mismo signo y
atractiva para cargas de signo contrarioFundamentos Físicos de la Ingeniería. Ingeniería Industrial
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Ley de Coulomb


Representación matemática:

qq
ˆ
F12  k 1 2 2 r12
r12
 

r2  r1
r12
ˆ
r12     
r2  r1
r12


F12

Nm2
k  8.99  10
C2
9

Constante de Coulomb
p
Medida experimentalmente

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