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INFORME DE TALLER:
TEMAS: Ley de Coulomb, Ley de Gauss, Ley de Ohm, Campo eléctrico, Corriente y resistencia
eléctrica, ley de Amper.
1. INTRODUCCIÓN:
En la física o en todas las ramas de la investigación siempre hay una ley o teoremas que
justifica una situación o hacen parte de la explicación de una situación o un fenómeno
ocurrido, las leyes siempretienen un nombre que las identifica, un enunciado y una
explicación que es la justificación de esta ley y el modo en que se debe aplicar en cierto
fenómeno al cual va a representar.
Para la física, la explicación de ciertos fenómenos se recurre a la justificación matemática
de estos fenómenos por medio de leyes, que nos ayudaran a solucionar el problema que ha
generado el fenómeno que estamosestudiando.
2. MARCO TEÓRICO:
2.1.Ley de Coulomb:
Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas
cargadas estacionarias, Los experimentos muestran que la fuerza eléctrica tiene las
siguientes propiedades:
a. La fuerza es inversamente proporcional al inverso del cuadrado de las distancia de
separación r.
b. La fuerza es proporcional al producto de lascargas.
c. La fuerza es atractiva si las cargas son de signos opuestos, y repulsiva si es de signo
contrario.
A partir de eso se estableció que:
|𝑞1 ||𝑞2 |
𝐹= 𝑘
𝑟2
1
Donde k es la constante de Coulomb.
𝑘 = 8.9875 × 109 𝑁 ∙ 𝑚2 /𝐶 2
También podemos definir a k como:
1
𝑘=
4𝜋𝜖0
Donde la constante de 𝜖0 se conoce como la permisividad del espacio libre y tiene un
valor de
𝜖0 = 8.8542 ×10−12 𝐶 2 /𝑁 ∙ 𝑚2
La carga más pequeña es la un protón o la de un electrón que tiene una magnitud de:
|𝑒| = 1.60219 × 10−19 𝐶
Ejemplos:
Tenemos dos cargas eléctricas, una cargada con 1 coulomb y la otra con 20 C,
la distancia entre las cargas es de 10, hallar la fuerza en Newton.
Solución:
|𝑞1 ||𝑞2 |
1𝐶 × 20 𝐶
= 8.99 × 109 𝑁𝑚2
2
𝑟
1 × 10−2 𝑚2 𝐶 2
𝐹 = 179.8 × 1011 𝑁
La fuerza ejercidapor las cargas es de 179.8 × 1011 𝑁.
Que pasa cuando las cargas Q1 y Q2 toman los siguientes valores y si están a
una distancia de 15 cm:
Q1
Q2
50
0
40
10
30
20
20
30
10
40
Entonces hallamos todos los valores para cada una de las fuerzas y obtenemos
la siguiente tabla.
Q1
Q2
Fuerza resultante entre las
cargas (N)
50
0
0
40
10
2.396 x1014
30
20
3.595 x1014
20
30
3.595x1014
10
40
2.396 x1014
𝐹= 𝑘
2
Podemos concluir que entre menos sea la diferencia entre las cargas mas es la
fuerza que hay entre ellas.
2.2.Campo Eléctrico(E):
Es un vector que está en un punto del espacio y está definido como la fuerza eléctrica
F que actúa sobre una carga de prueba positiva en ese punto y dividida por la magnitud
de la carga de prueba 𝑞 𝑜 .
𝐹
𝐸≡ ,
𝑞0Aplicándole la definición de la ley de Coulomb obtenemos que
𝑞𝑞0
𝐸 = 𝑘 2 𝑟̂
𝑟
El campo eléctrico total debido a un grupo de cargas es igual al vector resultante de la
suma de los campos eléctricos de todas las cargas. Este principio de superposición de
los campos eléctricos se deduce directamente de la propiedad de superposición de las
fuerzas eléctricas
𝑞𝑖
𝐸 = 𝑘 ∑ 2 ̂𝑖
𝑟
𝑟𝑖
𝑖
Donde𝑟𝑖 es la distancia de la 𝑖-enesima carga 𝑞 𝑖 , al punto P que es la ubicación de la
carga de prueba.
Ejemplos:
Tenemos una carga Q de 7 C, ¿cuál es el campo eléctrico a 10 cm de Q?
𝑞
7
𝑁
𝐸 = 𝑘 2 = 9 × 109
= 63 × 1011
−2
𝑟
1 × 10
𝐶
Taller_0001.pdf
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2.3.Flujo Eléctrico:
El flujo eléctrico se relaciona con el campo eléctrico yaque la representación vectorial
para ver los campos eléctricos es la misma que se utiliza para ver el flujo eléctrico.
Cuando los vectores del campo eléctrico apuntan hacia afuera, se dice que hay un flujo
eléctrico saliente, y cuando los vectores apuntan hacia adentro se dice que hay un flujo
entrante.
3
Sabemos que la cantidad de líneas o de vectores por unidad de área (densidad...
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