campo electrico

M.Sc. Eduardo Montero C.

¿Qué es la electricidad?
Es la parte de la física que describe los fenómenos asociados
con la interacción entre objetos eléctricamente cargados.

¿Qué es la electrostática?
Es la parte de la física que describe los fenómenos asociados
con la interacción entre objetos eléctricamente cargados que
se encuentran en reposo.
Igual que la masa, la carga eléctrica esuna propiedad
fundamental de la materia.
La carga eléctrica está asociada con partículas que
constituyen el átomo: el electrón y el protón.

M.Sc. Eduardo Montero C.

M.Sc. Eduardo Montero C.

Ley de las cargas
Cargas iguales se repelen entre sí, y cargas desiguales
se atraen entre sí.

M.Sc. Eduardo Montero C.

Los quarks y la escala de las cosas

M.Sc. Eduardo Montero C.M.Sc. Eduardo Montero C.

La unidad SI de carga es el coulomb (C), llamada así en
honor del físico francés Charles Coulomb (1736-1806).
e = 1.6 × 10−19 C
Carga neta significa que el objeto tiene un exceso de
cargas positivas o negativas.
La carga neta en un sistema aislado permanece
constante.
La carga neta está “cuantizada”.
M.Sc. Eduardo Montero C.

Conductores, semiconductores yaislantes

M.Sc. Eduardo Montero C.

El electroscopio
Es un dispositivo usado para demostrar la característica
de la carga eléctrica.

M.Sc. Eduardo Montero C.

Es posible dar a un objeto una carga neta por carga
electrostática.
El término se refiere a cualquier proceso por medio del
cual un aislante o un conductor aislado recibe una carga
neta.

Carga por fricción

M.Sc.Eduardo Montero C.

Carga por conducción (contacto)

M.Sc. Eduardo Montero C.

Carga por inducción

ejemplo
M.Sc. Eduardo Montero C.

Separación de carga por polarización
Un objeto puede tener una carga móvil dentro de él y no obstante
mantener una carga neta de cero. En este caso, la inducción genera una
polarización, o separación de carga.

M.Sc. Eduardo Montero C.

Fuerzaeléctrica
Charles Coulomb utilizó un péndulo de torsión para
establecer la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos
cargas “puntuales” (Ley de Coulomb).

kq1q2
Fe = 2
r
M.Sc. Eduardo Montero C.

k en el SI es igual a:

8.988 × 109 N·m2/C2

k está conformada por otras dos constantes
π = 3.14159265….
ε0 = 8.854 × 10−12 C2/(N·m2)
llamada la permitividad del espacio libre (vacío)

M.Sc.Eduardo Montero C.

Al peinar el cabello seco con un peine de caucho, el peine puede adquirir una
carga neta negativa. El peine cargado puede entonces usarse para atraer y
recoger pequeñas piezas de papel no cargado. Esto parecería violar la ley de
la fuerza de Coulomb. Como el papel no tiene carga neta, usted podría esperar
que no hubiese fuerza eléctrica sobre él. ¿Qué mecanismo de cargaexplica
este fenómeno, y cómo lo explica?

¿El fenómeno antes descrito
le da a usted el signo de la
carga sobre el peine?
Explique por qué sí o por qué
no.

M.Sc. Eduardo Montero C.

Dos cargas puntuales de −1.0 nC y +2.0 nC están separadas 0.30 m. ¿Cuál es la
fuerza eléctrica sobre cada partícula?

F12 = F21 = 0.20 × 10−6 N = 0.20 µN

M.Sc. Eduardo Montero C.

Dos cargaspuntuales, Q1 y Q2, interactúan simultáneamente sobre Q3.
Determine la fuerza resultante que actúa sobre Q3.

F3

40 cm
Q1

-

F1

F3

3

1

2

Q3

+

(60 ×10 −6 )(50 ×10 −6 )
F31 = 9 × 10
= 169 N
2
(0.40)

30 cm

9

(40 ×10 −6 )(50 ×10 −6 )
F32 = 9 ×109
= 72 N
2
(0.50)
+
Q2

F2
3

Q3 = + 50 µC
Q1 = − 60 µC
Q2 = + 40 µC

F3 = 120 N
F3
2

F3

37ºθ

F3
1
M.Sc. Eduardo Montero C.

θ = 159º

Una configuración de tres cargas se muestra en la figura. ¿Cuál
es la fuerza electrostática sobre q3?

M.Sc. Eduardo Montero C.

(2.5 ×10 −9 )(3.0 ×10 −9 )
F31 = 9 ×109
(0.50) 2

F31 = F32 = 0.27 µN

F3y = 0

F3x = 2F31cos37º = 0.43 µN
F3 = 0.43 µN i

Calcule la fuerza F1 sobre q1.
M.Sc. Eduardo Montero C.

Resolver los...