Campo electrico

Introducción

En esta práctica vamos a definir una cantidad llamada campo eléctrico que puede utilizarse para determinar la fuerza en una pequeña carga de prueba como resultado neto de la presencia de otras cargas.
También vamos a definir las líneas de campo eléctrico, y la densidad de carga. Aprenderemos a graficar líneas de campo eléctrico tomando en cuenta la dirección de las mismas.
Lafuerza eléctrica entre dos cargas esta dirigida a lo largo de la línea que une las dos cargas y depende inversamente del cuadrado de su separación, lo mismo que la fuerza gravitacional entre dos masas. Tal como la fuerza gravitacional, la fuerza eléctrica es conservativa, luego hay una función de energía potencial (U) asociada con ella. Si se coloca una carga q dentro de un campo eléctrico, suenergía potencial es proporcional a la posición de la carga y al valor de q. Pero, la energía potencial por unidad de carga llamada el potencial eléctrico (V), es una función de la posición en el espacio donde esté colocada la carga y no del valor de la carga q.

Resumen teoria

el campo eléctrico es una característica del espacio debido a la presencia de
cargas eléctricas. El campo eléctrico enun punto del espacio , depende, esencialmente, de la distribución espacial de las cargas eléctricas y de la distancia de éstas al punto donde se desea conocer el campo.

El vector campo eléctrico E en un punto dado del espacio se define en términos de la fuerza eléctrica F que la distribución de cargas ejerce sobre la carga de prueba positiva q0 colocada en ese punto.

las líneas de campo sondefinidas como aquellas curvas
para las cuales el vector campo eléctrico es tangente a ella en todos sus puntos. Estas líneas de campo están dirigidas radialmente hacia
afuera, prolongándose al infinito, para una carga puntual positiva; y están dirigidas radialmente hacia la carga si ésta es negativa.

Campo eléctrico y potencial de una carga puntual
El campo eléctrico de una carga puntual Qen un punto P distante r de la carga viene representado por un vector de
* módulo
* dirección radial
* sentido hacia afuera si la carga es positiva, y hacia la carga si es negativa
El potencial del punto P debido a la carga Q es un escalar y vale

Un campo eléctrico puede representarse por líneas de fuerza, líneas que son tangentes a la dirección del campo en cada uno de suspuntos.
En la figura, se representan las líneas de fuerza de una carga puntual, que son líneas rectas que pasan por la carga. Las equipotenciales son superficies esféricas concéntricas.

 
Campo eléctrico de un sistema de dos cargas eléctricas
Cuando varias cargas están presentes el campo eléctrico resultante es la suma vectorial de los campos eléctricos producidos por cada una de las cargas.Consideremos el sistema de dos cargas eléctricas de la figura.
| El módulo del campo eléctrico producido por cada una de las cargas es Y las componentes del campo total son |

| Como el campo es tangente a las líneas de fuerza, la ecuación de las líneas de fuerza es tal como se muestra en la figura. |
El potencial en el punto P debido a las dos cargas es la suma de los potenciales debidosa cada una de las cargas en dicho punto.

Las superficies equipotenciales cortan perpendicularmente a las líneas de campo. Representaremos en el applet la intersección de las superficies equipotenciales con el plano XY.

La ecuación de las líneas equipotenciales es

DIFERENCIA DE POTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICO
Cambio de Energía Potencial:
La cantidad U/qo recibe el nombre de potencialeléctrico o simplemente el potencial, V. El potencial eléctrico en cualquier punto en un campo eléctrico es:
V=U/qo
El potencial eléctrico es una cantidad escalar.
Diferencia de Potencial:
La diferencia de potencial, "V=Vb -Va , entre los puntos A y B, se define como el cambio de la energía potencial dividida entre la carga de prueba qo
"V = " U/qo = - " E ds
La diferencia de potencial "V es...