Campo Electrico

•Florencio Pinela-ESPOL

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•Qué aprenderemos en este capítulo?
El campo eléctrico: definición El campo eléctrico de partículas y de distribuciones contínuas de cargas Las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico El dipolo eléctrico: antenas El campo eléctrico en presencia de un conductor. Calculo del campo eléctrico para distribuciones contínuas de carga.•20/05/2008 10:18 •Florencio Pinela-ESPOL •2

Un Campo Escalar
77 82 84 83 73 72 71 75 77 68 64 80 73 82 88 55 66 80 88 75 88 83 90 91 92

Esta muestra aislada de temperaturas es un ejemplo de un campo (usted solo conoce la temperatura en el punto que escoja, pero T es definida en todas partes (x, y)
•Florencio Pinela-ESPOL

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It may be more interesting to know which waythe wind is blowing... Sería mas interesante saber en qué dirección el viento sopla…
77 82 84 83 88 73 72 71 75 77 68 64 80 73 57 56 55 66 88 75 80 90 83 92 91

Un Campo Vectorial

Esto requeriría de un campo vectorial (usted conoce la rapidez del viento y su dirección)
•Florencio Pinela-ESPOL

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Campo Eléctrico, introducción
Un problema con la descripción simplede fuerza que se ha dado, es que ésta no describe la rapidez finita de propagación de los efectos eléctricos

Para solucionar esto, debemos introducir el concepto de campo eléctrico …

¿Qué es un Campo?
Un CAMPO es algo que puede ser definido en cualquier lugar en el espacio

•Un campo representa alguna cantidad física (ej., temperatura, rapidez del viento, fuerza) es una función de laposición espacial (x, y, z) en 3-D •Puede ser un campo escalar (ej., campo de temperaturas) •Puede ser un campo vectorial (ej., campo de fuerza o campo eléctrico) •Puede ser un campo “tensorial” (ej., curvatura espacio-tiempo)
•Florencio Pinela-ESPOL

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Realidad de los Campos Eléctricos
•El campo eléctrico ha sido introducido como una conveniencia matemática, igual queel campo gravitacional •Pero el campo eléctrico es MUCHO MAS que esto!

CARACTERISTICA IMPORTANTE: El campo E se propaga a la velocidad de la luz
• La interacción a distancia NO es instantánea (se lo explica Cuando se analizan las ondas electromagnéticas) • Al moverse la carga, el campo resultante E al tiempo t depende de donde se encontaba la carga al tiempo t - dt • Por ahora, evitamos estascomplicaciones restringiendo las situaciones al caso en que las fuentes de campo E están en reposo. (electrostática)
•Florencio Pinela-ESPOL

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Campo Eléctrico
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• A los físicos no les gusta el concepto de “acción a distancia” , una fuerza que fue “causada” por un objeto alejado una cierta distancia. •Ellos prefieren pensar que un objeto produce un “campo” y elotro objeto interactúa con este campo.

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•Florencio Pinela-ESPOL

•20/05/2008 10:18

Campo Eléctrico
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•El campo Eléctrico, E, es definido como la fuerza actuando sobre una partícula de prueba cargada, dividida por la carga de esta partícula.

F E= Q0
ˆ r
+Q

F

E
•+Q0

•El campo eléctrico de una partícula es

r
Ver animación

Q ˆ E= r 2 4πε 0 | r |
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•Florencio Pinela-ESPOL

Campo Eléctrico de una Partícula
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E
•+Q0 •+Q0 •+Q0

r
•+Q0

+Q •Note: el campo eléctrico es definido en cualquier punto, aun si no hay carga de prueba en ese punto.
•Florencio Pinela-ESPOL

•20/05/2008 10:18

CAMPO ELÉCTRICO DE CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
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CARGA POSITIVA
•Florencio Pinela-ESPOL

CARGA NEGATIVA
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Campo Eléctrico
1.

Una carga de prueba de +3 µC se encuentra en el punto P donde existe un campo eléctrico apuntando a la derecha y tiene una magnitud de 4×106 N/C. Si la carga de prueba es remplazada con otra carga de prueba de –3 µC, ¿qué pasa con el campo eléctrico en el punto P? A. No se ve afectado. B. Cambia su dirección. C. Cambia de tal forma que no puede ser determinado....