EL CAMPO ELÉCTRICO

EL CAMPO ELÉCTRICO
 
Figura 1.5.1
La fuerzas conocidas de la Gravitación y la Eléctrica actúan a través del espacio produciendo efectos sin que exista contacto físico entre los objetos. Un campo eléctrico existe en la región del espacio que rodea a un objeto cargado. Cuando otro objeto cargado se acerca al campo eléctrico, las fuerzas eléctricas actúan sobre el fig.1.5.1 en elcual se muestra una pequeña carga positiva de prueba q0 colocada cerca de un segundo objeto portando una carga positiva Q mucho mayor. La intensidad del campo eléctrico en la ubicación de la carga de prueba de prueba se define como fuerza eléctrica por unidad de carga. El campo eléctrico es análogo al campo gravitatorio.
 
El campo eléctrico (E) en un punto en el espacio se define comola fuerza eléctrica F que actúa sobre una carga de prueba positiva qo colocada en dicho punto, dividida ente la magnitud de la carga de prueba.
 
Formula del Campo Eléctrico
 
, (N/C) Newton /Coulomb,
      E es el campo producido por alguna carga externa a la carga de prueba,
      El campo eléctrico es una propiedad de la fuente, por ejemplo el electrón pose carga propiay por lo tanto pose un campo eléctrico en su alrededor.
      La dirección del vector E es la dirección de la fuerza que experimenta la carga de prueba positiva cando se coloca en el campo.
      Un campo eléctrico existe en un punto si una carga de prueba en reposo situada en ese punto experimenta una fuerza eléctrica.
      Cuando la magnitud y la dirección del E seconocen en algún punto, la fuerza ejercida sobre cualquier partícula cargada ubicada en ese punto puede calcularse con la ecuación
      El E existe siempre independientemente de si una carga de prueba se localiza en ese punto o no.
Los campos eléctricos los podemos observar en :
 
      La fuerza que atrae a los papelitos cundo frotamos una pluma de escribir con alguna telasintética
      En globos frotados en el cabello
      En la pantalla dela televisión
      En los monitores de la computadora
      Fotocopiadoras
      Chispas en el aire
 Figura 1.5.2
Cuando se aplica la ecuación , se supone que la carga de prueba es muy pequeña y que no interfiere con la distribución de carga que produce el campo eléctrico
 
Figura 1.5.3
 
 
 
 
 
Figura1.5.4
Para determinar la dirección del campo eléctrico considere una carga puntual q, localizada a una distancia r de una carga de prueba qo ubicada en un punto P, como se ve en la figura 1.5.4. La fuerza ejercida por q sobre la carga de prueba se puede calculara con:
 

Si q es positiva , como en la fig.1.5.4.a, el campo eléctrico es radial hacia fuera. Si q es negativafig.1.5.4.b, el campo es radial hacia adentro.
Para calcular el campo eléctrico en un punto P debido diferentes cargas puntuales , se calculan en forma individual los vectores en P y luego se suman vectorialmente. El principio de superposición de campos se basa en la superposición de fuerzas eléctricas, el cual pude expresarse con la formula siguiente;
.. . .
Figura 1.5.5
Ejemplo 1.6.1Enunciado: Una carga q1 = 7x10-6 C se ubica en el origen y una segunda carga q2 = -5x10-6 C se ubica en el eje x a 0.30 m del origen. Encuentre el campo eléctrico en el punto P, el cual tiene coordenadas (0, 0.40) m
 
incognita:
el campo electrico en el punto P.
Datos:
q1 y q2
Conocimientros previos:
que se ubica en el eje x.
Solución
Comenzar por encontrar la magnitud del campoeléctrico en P producido por la carga. Los campos E1 producidos por la carga de 7.0x10-6 C y E2 debido a la carga de –5x10-6 C se muestran en la figura y sus magnitudes son:


El vector E1 tiene solo una componente y. El vector E2 tiene una componente x dada poe E2 cos = (3/5) E2 y una componente y negativa por –E2 sen = -(4/5)E2.,por tanto se puede expresar el vector como:...