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Tema 3

Campo eléctrico

Programa
1. Interacción eléctrica. Campo eléctrico.
2. Representación mediante líneas de campo.
Flujo eléctrico: Ley de Gauss.
3. Energía y potencial eléctricos.
Superficies equipotenciales.
4. Dieléctricos y conductores.
Condensadores: capacidad.
5. Movimiento de cargas en campos eléctricos.
Corriente eléctrica: resistencias.
Osciloscopio.

La cargaeléctrica
Característica intrínseca de algunas partículas
elementales: electrones (e-) y protones (p+)

Propiedades:
1. Existen dos tipos de carga eléctrica: positiva y negativa.
2. La unidad de carga eléctrica en el S.I. es el culombio (C).
3. La carga eléctrica elemental es la del electrón: -1,602·10-19C.
4. La carga eléctrica de un cuerpo es una magnitud cuantizada.
5. La carga eléctricase conserva en todo fenómeno natural.
6. Los cuerpos son eléctricamente neutros.
7. Un cuerpo con exceso de e- tendrá carga negativa y positiva en
caso contrario.

La carga eléctrica
Característica intrínseca de algunas partículas
elementales: electrones (e-) y protones (p+)

Masa (kg)

Carga (C)

p+

1,67·10-27

1,60·10-19

n

1,67·10-27

0

e-

9,1·10-31

-1,60·10-19Fuerzas entre cuerpos puntuales
Ley de Gravitación Universal (1666)
Sir Isaac Newton (1642-1727)

M ·m
F = −G 2 ur
r

G = 6.67·10

−11

M

ur

F
r

m

Nm 2
kg 2

La ley de Coulomb (1785)
Charles Agustin de Coulomb (1736-1806)

q1 ·q2
F12 = ke 2 ur
r
Depende del medio en
el que se encuentren las
cargas
-q22
+q

F12 = − F21

F12
+q1

F21

ur

F21Nm 2
ke = 9·10 9 2
C

r

F12

F12 = k e

q1 · q2
r

2

= F21

Campo eléctrico
Un cuerpo cargado o distribución de carga eléctrica perturba la
región del espacio que le rodea
Crea un campo eléctrico a su alrededor que se
detecta por la fuerzas que aparecen sobre una carga
eléctrica situada en dicha región
Intensidad de campo eléctrico: fuerza que
recibiría la unidad decarga positiva situada en
los alrededores del cuerpo cargado

F
E=
q

(N / C )

Depende sólo del cuerpo
que crea el campo y del
lugar dónde se determina

Campo eléctrico
Intensidad de campo eléctrico producido por una carga puntual

A
+Q

E = ke

EA

Q
u
2 r
r

A

EA
-Q

EB

EB

B

B

Intensidad de campo eléctrico producido por varias cargas

E3
n

nQi
E = ∑ Ei =∑ ke 2 uri
ri
i =1
i =1

EP
+Q1

P

E1

E2
-Q2
+Q3

Campo eléctrico
Intensidad de campo eléctrico producido por una distribución de carga

dE
dQ

dQ
dE = ke 2 ur
r

ur
E = ∫ dE = ∫ ke 2 dQ
r
V
Q

Programa
1. Interacción eléctrica. Campo eléctrico.
2. Representación mediante líneas de campo.
Flujo eléctrico: Ley de Gauss.
3. Energía y potencialeléctricos.
Superficies equipotenciales.
4. Dieléctricos y conductores.
Condensadores: capacidad.
5. Movimiento de cargas en campos eléctricos.
Corriente eléctrica: resistencias.
Osciloscopio.

Ley de Gauss
Líneas de campo eléctrico: líneas que son tangentes y del mismo sentido
al vector intensidad de campo en cada punto del espacio donde existe dicho
campo eléctrico. El número de ellasque atraviesa una superficie
perpendicular a ellas se considera proporcional a la intensidad de campo
eléctrico.

+Q

-Q

Ley de Gauss
Líneas de campo eléctrico

No se pueden cortar en un
punto salvo en las cargas

+

+

Representan la trayectoria
que seguiría una carga
positiva abandonada en un
lugar de dicho campo

Un campo eléctrico uniforme
se representa por líneasequidistantes y paralelas

+

+

+4Q

-Q

Ley de Gauss
Flujo de un campo eléctrico a través de una superficie

E

Φ E = E·S = E·S ·cos θ

θ
S

dS

θ

dΦ E = E·dS

E
E

θ
dS

Φ E = ∫ E·dS
S

Ley de Gauss
Flujo eléctrico creado por una carga puntual
Superficie
gaussiana

dS

E

Φ E = ∫ E·dS = ∫ E·cos θ ·dS =
S

= ∫ ke

r

S

Q

εr
Aire...