Electromagnetismo

TEMA 1. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1 1 Campo electrostático
1.1.
1.2. Conductores y dieléctricos
1 3 Ci
1.3.
Circuitos
it d
de corriente
i t continua
ti
1.4. Campo magnético y generación de tensiones alternas
1.5. Circuitos de corriente alterna
1.6. Campo electromagnético y ondas

1.1. Campo electrostático
Campo originado por cargas eléctricas en reposo.

 Carga eléctricaPropiedad básica de la materia. La carga eléctrica de un cuerpo u objeto es
la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos:
moléculas, átomos y partículas elementales. Existen cargas positivas y
negativas.
En ell estado
E
t d normall d
de llos cuerpos materiales,
t i l
llas cargas eléctricas
lé t i
mínimas
í i
están compensadas, por lo que dichos cuerpos se comportaneléctricamente
como neutros.
Hace falta una acción externa para que un objeto material se electrice. La
electrización de un cuerpo se consigue extrayendo del mismo las cargas de
un signo y dejando en él las de signo contrario
contrario. En tal caso
caso, el cuerpo
adquiere una carga eléctrica neta no nula.
La interacción eléctrica es la existencia de fuerzas eléctricas entre cargas.
cargasSi
esas cargas están en reposo, se denomina interacción electrostática.

Experiencia
Fricción entre materiales  transferencia de carga entre ellos  aparición
de fuerzas
Bola de corcho suspendida por un hilo no metálico a la que se acerca
acerca,
sin tocar, una varilla de vidrio o de ámbar previamente frotadas

Hilo no metálico

Hilo no metálico

_

+

Corcho

Varilla de ámbarCorcho

Varilla de vidrio

a)

b)

Hilo no metálico

Corcho

c)

_

Varilla de vidrio

+

Varilla de ámbar

Si tocamos dos bolas de corcho con las barras de vidrio y/o ámbar

+

+

_

_

b)

a)

_

+

c)

Conclusión
Hay d
H
dos titipos o estados
t d de
d electrización,
l ti
ió que B
Benjamín
j í F
Franklin
kli (1706
(1706-1790)
1790)llamó positiva (+, vidrio) y negativa (-, ámbar). Y hay dos tipos de interacción
eléctrica, y dos tipos carga eléctrica (+ y -).

 Cuantización de la carga
Átomo: Núcleo (protones y neutrones) + electrones

Protones: +e
Electrones: -e

e=1.6x10-19 C  Unidad fundamental de carga eléctrica.
Unidad S.I.: culombio (C)
Todas
T
d las
l cargas observables
b
bl se presentan
t encantidades
tid d enteras
t
d
de lla unidad
id d
fundamental e. Q=±Ne. La carga está cuantizada.
Normalmente N es muy grande y la carga parece ser continua.
 Conservación de la carga
La carga no se crea ni se destruye
destruye, sólo se transfiere
transfiere. La suma algebraica
de todas las cargas en cualquier sistema cerrado es constante.
Inicialmente los átomos son neutros: el número deprotones y electrones es
igual. Al frotar lo cuerpos, se liberan electrones de los átomos, que se
transfieren entre ellos.
Si un cuerpo cede electrones a otro se queda con un defecto de carga
negativa, o lo que es lo mismo, cargado positivamente, y viceversa.

 Ley de Coulomb

z

Ley empírica que proporciona la fuerza de
interacción entre dos cargas puntuales, en
reposo y en el vacío.q1


r12


r1

La fuerza que ejerce la carga q1 sobre q2 está
dada por

q2

r2


F12 

1 q1q2
rˆ12
x
2
40 r12


 

 
r12
r12  r2  r1 , r12  r12  r2  r1 , rˆ12 
r12

 0  8.854 10 12 N -1  m -2  C 2 ,
permitividad
pe
dad d
dieléctrica
e éc ca de
del vacío
ac o

1
 8.99  109 N  m 2  C  2
40

Esta fuerza tiene las siguientespropiedades:
· Es repulsiva si q1 y q2 son del mismo signo (positiva).
· Es
E atractiva
i sii q1 y q2 son de
d signo
i
opuesto ((negativa).
i )
· Satisface el principio de acción y reacción.
· Satisface el principio de superposición: si hay más de dos cargas presentes, la
fuerza sobre cada una de ellas será la suma vectorial de las fuerzas que ejercen
todas las demás sobre ella...