Campoelectricozulyfinal

CAMPO ELECTRICO

DAURIYIT AGUILAR ARRIETA 2123684
ZULY TATIANA PEREZ NIETO 2134638
HAYBER ARTURO RAMOS RAMIREZ 2134516

DOCENTE HAROLD PAREDES

FISICA II

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
BARRANCABERMEJA
2014

CAMPO ELECTRICO

OBJETIVOS


Estudio y análisis teórico-práctico del campo y potencial electrostático.



Representación gráfica de campos eléctricos mediante líneas de fuerza ysuperficies equipotenciales.



Examinar la naturaleza del campo eléctrico mediante el mapeo de líneas
equipotenciales correspondientes a una distribución de carga dada y posterior
trazado de las líneas de campo asociadas.

MARCO TEORICO


Cargas eléctricas.

La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que
se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienesdos cualidades
fundamentales:
- Cargas iguales se repelen.
- Cargas distintas se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de
adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que
una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones)



Ley de coulomb:

La fuerza de interacción entre dos cargas es la Ley deCoulomb.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto
geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una
idealización, pero constituye una buena aproximación cuando estamos estudiando
la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy
pequeñas en comparación con la distancia que existen entre ellos.

𝐹⃗ = ±
𝐾=

𝐾𝑞1𝑞0(𝑟̂10)
2
𝑟10

1
4𝜋𝜖𝑜

𝜖𝑜 = constante dieléctrica
𝐾𝑞1 𝑞0(𝑟̂10 )
𝐹⃗ 𝑞1 𝑞0
= ±
= 𝐸⃗⃗
2
𝑞0
𝑟10
Si la carga es (+) el campo sale de la carga,
si es (-) entra.

𝐹⃗ 𝑞1 𝑞0 = 𝑞0 𝐸⃗⃗
𝐸⃗⃗ = ±

1 𝑄𝑟̂
4𝜋𝜖𝑜 𝑟 2

⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹𝑞1 𝑞2 = ±

1 𝑞1 𝑞2(𝑟̂12 )
2
4𝜋𝜖𝑜 𝑟12

𝐹⃗𝑞0 = 𝐹⃗𝑄1𝑞0 + 𝐹⃗𝑄2𝑞0 + 𝐹⃗𝑄1𝑞0
𝑛

𝐹⃗𝑞0 = ± ∑

𝐾𝑄1 𝑄0(𝑟̂10)
2
𝑟10

𝑖=1

⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹∆𝑞1 𝑞0 = ±
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹
∆𝑞𝑛 𝑞0 = ±

𝐾∆𝑄1 𝑄0(𝑟̂10 )
2
𝑟10

𝐾∆𝑄1𝑄0(𝑟̂10)
2
𝑟10

𝑛

𝐹⃗ = lim ± ∑
∆𝑄1 →0

𝑖=1

𝐾𝑄1 𝑞0
2
𝑟10

La fuerza y el campo si la carga es (-) van en
sentido contrario, si es (+) van en el mismo
sentido.

𝐾𝑑𝑞𝑞 𝑟̂
𝐹⃗ = ± ∫ 2 0
𝑟

⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹
𝐾𝑑𝑞𝑟̂
= ± ∫ 2 = 𝐸⃗⃗
𝑞0
𝑟



Campo eléctrico.

Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) sufre, en presencia de otra
carga q1 (carga fuente), una fuerza electrostática. Si eliminamos la carga de
prueba, podemospensar que el espacio que rodea a la carga fuente ha sufrido
algún tipo de perturbación, ya que una carga de prueba situada en ese espacio
sufrirá una fuerza.
La perturbación que crea en torno a ella la carga fuente se representa mediante
un vector denominado campo eléctrico. La dirección y sentido del vector
campo eléctrico en un punto vienen dados por la dirección y sentido de la fuerza
queexperimentaría una carga positiva colocada en ese punto: si la carga fuente
es positiva, el campo eléctrico generado será un vector dirigido hacia afuera y si
es negativa, el campo estará dirigido hacia la carga:

El campo eléctrico E creado por la carga puntual q1 en un punto cualquiera P se
define como:

𝐸⃗⃗ = 𝐾

𝑞1
𝑢
⃗⃗
𝑟2 𝑟

Donde q1 es la carga creadora del campo (carga fuente), K es la constanteelectrostática, r es la distancia desde la carga fuente al punto P y ur es un
vector unitario que va desde la carga fuente hacia el punto donde se calcula el
campo eléctrico (P). El campo eléctrico depende únicamente de la carga
fuente (carga creadora del campo) y en el Sistema Internacional se mide en
N/C o V/m.
Si en vez de cargas puntuales se tiene de una distribución continua de carga
(un objetomacroscópico cargado), el campo creado se calcula sumando el
campo creado por cada elemento diferencial de carga, es decir:

𝐸⃗⃗ = ∫ 𝑑𝐸⃗⃗ = ∫ 𝐾

𝑑𝑞
𝑢
⃗⃗
𝑟2 𝑟

Esta integral, salvo casos concretos, es difícil de calcular. Para hallar el campo
creado por distribuciones continuas de carga resulta más práctico utilizar la Ley
de Gauss.
Una vez conocido el campo eléctrico E en un punto...