Campo Electrico
Páginas: 19 (4647 palabras)
Publicado: 20 de noviembre de 2012
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,
CAMPO ELECTRICO
2.1 El campo eléctrico E en un punto so define como:
E -qo
-
F
(" F es la fuerza eléctrica que soporta la carga de prueba ·q o~ en dicho punto).
La unidad SI del campo eléctrico es N/C.
2.2
Cálculo de
-
E.
E
para un conlunto de cargas puntuales esta dado por:
El campoE
-
o:
,
" ¿ ,E l
n
€
Z'
QP~
Si la distribución de carga es continua, el campo en un punto
se halla mediante:
E
JdE
(r es la distancia del punto · P" a los elemen\os do carga "dq"). La fuerza qua ejerce un campo eléctrico sobre una partlcula cargada es:
25
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p
Dipolo de un campo eléctrico
7-+q Il-~ %' p"-----~,,-E- - ' F -F
, O
E
. -q
t
El dipolo soporta un torque
dado por:
I
genera E es:
"T ", p x E
l.
p = 2a.q
La energia potencial U almacenada en el sistema formado por el dipolo y el agente que
U = -pE cos e
o
U =- p ·E
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CAMPO ELÉCTRICO
1
Una esferita de peso 4 x 10-3 N Y carga eléctrica q = 10 !-le. unida a un hilo de seda se encuentra suspendido de un punto fijo, dentro de un campo eléctrico homogéneo. Sabiendo que la esferita se encuentra en equilibrio, determina "E". Solución:.'
E
1 ,37"
F
T
Realizamos el O.C.L de la esfera de peso W y carga "q".
De la condición de equilibrio la suma de las tres fuerzas es igual a cero: Del triángulo de fuerzas tenemos:
w LJw
(F)
-0
T9 37° = -
F
W
qE = -
3 W 4
E=
3 4 3 4
-
W
q
Reemplazando datos:
E=
4 10
10
5
3
N
e
E=300 -
N
e
2.
Un péndulo de masa u m",carga eléctrica "qW y longitud "L", se utiliza para medir la intensidad del campo eléctrico homogéneo por comparación. Cuando el sistema se coloca en un campo de intensidad E¡ = 80 N/e el hilo de seda forma un ángulo de 45° respecto de la vertical. Cuando el sistema se lleva a otro campo homogéneo el hilo experimenta una desviación angular de 3]0 respecto de la vertical. Hallar la intensidad E 2 deeste último campo homogéneo.
,
"5
E,
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, '3r ,
E,
--
-
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Soluci ón:
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D.C.L. (Esfera), en el primer campo eléctrico,
E, .
. .. . (")
Del triángulo de fuerzas W = peso = qE,
T'r '' '
q E,
,,',
w
w~
q E,~,
O.C.l. (Esfera), en el segundo campo eléctrico, E 2 Del triángulo de fuerzas: Tan 37°
T,
q E,
= - w
q. E 2
... (
~ )
w
w~
qE, 2Q
Reemplazando (
Ct. )
en (
p ):
3
q.E 2
q . E,
4
3.
En los vértices de un cuadrado se han colocado cuatro car.gas puntuales de magnitud O; 20; 30 Y 40. Si, la carga "Q" genera un campo cuya intensidad en el centrodel cuadrado es 25
J2
N/C, determinar la intensidad de campo resultante en el centro del cuadrado.
Q
~,----------,"
Solución: Las cargas equidistan del centro. por consiguiente la intenSIdad de campo será directamente proporcional a la magnitud de cada carga. Sea. E = 25 generado por "O'".
J2 N/C. la intensidad del campo
: 4~X;E:
, ,
: 2E " ,"
,
, ,
,
, :
40 3QCálcu lo de la resu ltante de la intensidad de campo, en el centro del cuadrado.
E "" , ... ----------e
.. .. .. (1)
2E 2E
Reemplazando la magnitud de "E'" en ( 1 ):
, IE
4.
A
=100N/C
En los vértices de un triángulo rectángulo se han colocado dos cargas eléctricas de magnitud: 01 = -125. 10·aC y Q 2 = +27 . 10 aC, separados una distancia de 0,4 m como muestra la figura....
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CAMPO ELECTRICO
2.1 El campo eléctrico E en un punto so define como:
E -qo
-
F
(" F es la fuerza eléctrica que soporta la carga de prueba ·q o~ en dicho punto).
La unidad SI del campo eléctrico es N/C.
2.2
Cálculo de
-
E.
E
para un conlunto de cargas puntuales esta dado por:
El campoE
-
o:
,
" ¿ ,E l
n
€
Z'
QP~
Si la distribución de carga es continua, el campo en un punto
se halla mediante:
E
JdE
(r es la distancia del punto · P" a los elemen\os do carga "dq"). La fuerza qua ejerce un campo eléctrico sobre una partlcula cargada es:
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Dipolo de un campo eléctrico
7-+q Il-~ %' p"-----~,,-E- - ' F -F
, O
E
. -q
t
El dipolo soporta un torque
dado por:
I
genera E es:
"T ", p x E
l.
p = 2a.q
La energia potencial U almacenada en el sistema formado por el dipolo y el agente que
U = -pE cos e
o
U =- p ·E
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1
Una esferita de peso 4 x 10-3 N Y carga eléctrica q = 10 !-le. unida a un hilo de seda se encuentra suspendido de un punto fijo, dentro de un campo eléctrico homogéneo. Sabiendo que la esferita se encuentra en equilibrio, determina "E". Solución:.'
E
1 ,37"
F
T
Realizamos el O.C.L de la esfera de peso W y carga "q".
De la condición de equilibrio la suma de las tres fuerzas es igual a cero: Del triángulo de fuerzas tenemos:
w LJw
(F)
-0
T9 37° = -
F
W
qE = -
3 W 4
E=
3 4 3 4
-
W
q
Reemplazando datos:
E=
4 10
10
5
3
N
e
E=300 -
N
e
2.
Un péndulo de masa u m",carga eléctrica "qW y longitud "L", se utiliza para medir la intensidad del campo eléctrico homogéneo por comparación. Cuando el sistema se coloca en un campo de intensidad E¡ = 80 N/e el hilo de seda forma un ángulo de 45° respecto de la vertical. Cuando el sistema se lleva a otro campo homogéneo el hilo experimenta una desviación angular de 3]0 respecto de la vertical. Hallar la intensidad E 2 deeste último campo homogéneo.
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"5
E,
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E,
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E, .
. .. . (")
Del triángulo de fuerzas W = peso = qE,
T'r '' '
q E,
,,',
w
w~
q E,~,
O.C.l. (Esfera), en el segundo campo eléctrico, E 2 Del triángulo de fuerzas: Tan 37°
T,
q E,
= - w
q. E 2
... (
~ )
w
w~
qE, 2Q
Reemplazando (
Ct. )
en (
p ):
3
q.E 2
q . E,
4
3.
En los vértices de un cuadrado se han colocado cuatro car.gas puntuales de magnitud O; 20; 30 Y 40. Si, la carga "Q" genera un campo cuya intensidad en el centrodel cuadrado es 25
J2
N/C, determinar la intensidad de campo resultante en el centro del cuadrado.
Q
~,----------,"
Solución: Las cargas equidistan del centro. por consiguiente la intenSIdad de campo será directamente proporcional a la magnitud de cada carga. Sea. E = 25 generado por "O'".
J2 N/C. la intensidad del campo
: 4~X;E:
, ,
: 2E " ,"
,
, ,
,
, :
40 3QCálcu lo de la resu ltante de la intensidad de campo, en el centro del cuadrado.
E "" , ... ----------e
.. .. .. (1)
2E 2E
Reemplazando la magnitud de "E'" en ( 1 ):
, IE
4.
A
=100N/C
En los vértices de un triángulo rectángulo se han colocado dos cargas eléctricas de magnitud: 01 = -125. 10·aC y Q 2 = +27 . 10 aC, separados una distancia de 0,4 m como muestra la figura....
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