Campo electrico

CAMPO ELÉCTRICO

INVESTIGACIÓN

JAIME AMABLE CRUZ


 
CAMPO ELÉCTRICO
• Carga eléctrica
La carga es una propiedad fundamental y característica de las partículas elementales que forman la materia. La materia está formada por cantidades enormes de átomos y moléculas.
Desde el punto de vista macroscópico, la carga se refiere a la carga neta o al exceso de carga, cuando decimos que unobjeto está cargado, lo que queremos decir es que tiene un exceso de electrones (cargada negativa) o un exceso de protones (cargado positivamente).
En un sistema cerrado, las cargas pueden reagruparse y combinarse en distintas formas; sin embargo, podemos establecer que la carga neta dentro de dicho sistema se conserva. Lo anterior constituye el principio de conservación de la carga.
CAMPOMAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA CARGA PUNTUAL

El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:

Donde . Esta última expresión define un campo vectorial solenoidal, para distribuciones de cargas en movimientos la expresión es diferente, pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un camposolenoidal.




















CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA CARGA PUNTUAL

Campo eléctrico creado por una carga +q1 en diferentes puntos del espacio y la fuerza eléctrica que +q1 ejercería sobre una cara +q2 colocada en dichos puntos.

El campo que crea una carga puntual Q se deduce a partir de la ley de Coulomb.



















Consideremos una cargade prueba Q0, colocada a una distancia r de una carga punto Q. La fuerza entre ambas cargas, medida por un observador en reposo respecto a la carga Q estará dada por:

La intensidad del campo eléctrico en el sitio en que se coloca la carga de prueba está dada por:

y por lo tanto resulta:
=

donde es un vector unitario en la dirección radial, = es la llamada permitividad del vacíoy es la constante de Coulomb cuyo valor es .
Donde se tienen las equivalencias y respectivamente. La unidad de intensidad de campo eléctrico es (Newton por Coulomb) o (Volt por Metro).

CAMPO ENTRE DOS CILINDROS PARALELOS

• Campo eléctrico debido a una carga lineal uniforme (l) de longitud

Debido a la simetría que existe en cuanto a las cargas distribuidas a lo largo del conductorrespecto a un punto, el campo debe ser perpendicular a la línea cargada y solamente puede depender de r, lo cual pasaremos explicar.



Para hallar el campo en un punto a cierta distancia del conductor cargado, observamos que si trazamos la perpendicular desde el punto al conductor, nos encontraremos que a ambos lados de dicho punto sobre el conductor existirán siempre cargas iguales ysimétricas respecto a dicho punto. Debido a esa simetría como se ve en la figura de la derecha, la suma de los vectores campo de puntos simétricos como el a y el b darán una resultante que siempre será perpendicular al conductor, esto se puede repetir para todos los puntos que uno desee, por lo tanto E solo puede depender de r.

Llamando l a la densidad lineal de carga definiremos un cilindro deGauss con la generatriz paralela al conductor y aplico a dicha superficie cerrada el Teorema de Gauss. Para ello calculo el flujo total que atraviesa la superficie total del cilindro que consta de dos caras y la superficie lateral. Siendo por lo tanto el flujo neto total la suma de los flujos netos que atraviesan las caras o bases y la superficie lateral.

f neto = f sup. lateral + f sup.caras como el flujo es saliente y perpendicular a la línea de carga, el f caras = 0 dado que las líneas de fuerza resultan rasantes a las caras y no las atraviesan.
Þ f neto = f sup. lateral = En . 2p. r .L y entonces de acuerdo al Teorema de Gauss


Donde la q (sumatoria de la carga encerrada dentro del cilindro de Gauss) es igual al producto l.L es decir el producto de la...