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FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLÓGICOS DE LA INFORMÁTICA

TEMA I.-

ELECTROSTÁTICA

FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLÓGICO DE LA INFORMÁTICA
Tema 1.ELECTROSTÁTICA- © Tecnología de Computadores-DATSI-FI-UPM-Madrid 2010- M. A. Pascual Iglesias

TEMA 1.- ELECTROSTÁTICA
GUIÓN DEL TEMA
1.1.- Introducción.
1.2.- Carga Eléctrica. Cuantización de la carga.
1.3.- Ley de Coulomb.
1.4.- CampoEléctrico
1.5.- Energía Potencial Electrostática. Diferencia de Potencial. Potencial Eléctrico.
-Dipolo Eléctrico
1.6.- Energía Potencial Electrostática de un Sistema de Cargas Puntuales.
1.7.- Relaciones Energéticas en un campo Eléctrico (electrostático).
1.8.- Flujo Eléctrico. Ley de Gauss.
1.9.- Conductores en Equilibrio Electrostático.
1.9.1.- Presión Electrostática.
1.10.- CapacidadEléctrica de un Conductor.
1.11.- Condensadores. Capacidad de un Condensador.
1.12.- Condensador Plano. Cilíndrico y Esférico.
1.13.- Asociación de Condensadores.
1.14.- Energía de un condensador cargado.
1.15.- Energía del Campo Eléctrico

Apéndice I.- Ejercicios y problemas resueltos de Electrostática.
Referencias Bibliográficas
 Alonso M. y Finn E., vol. II: Campos y Ondas, ed. Addison-WesleyIberoamericana.
 Feynman R, Leighton R. y Sands M., Fisica, vol. II: Electromagnetismo y Materia, ed. Pearson
Educación.
 S. Velayos, Temas de Física III, Electrostática y Corriente Eléctrica, ed. Copigraf, s.l.

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1.1.- Introducción.
La Electrostática, comprende el estudio delas leyes que rigen los fenómenos eléctricos, producidos
por cargas eléctricas en reposo, lo que supone el estudio de las fuerzas que se ponen de manifiesto
tanto entre cargas puntuales como entre cuerpos cargados.
En la naturaleza, podemos considerar la existencia de cuatro tipos de interacciones o fuerzas, que de
mayor a menor intensidad son:
Escala de Intensidad
Interacción Nuclear Fuerte1(referencia)

Interacción Electromagnética

10-2

Interacción Nuclear Débil

10-5

Interacción Gravitatoria

10-38

Tanto la Interacción Nuclear Débil como la Interacción Nuclear Fuerte, decrecen muy rápidamente con
la distancia y prácticamente son imperceptibles a escala macroscópica, pero son muy importantes a
distancias atómicas del orden de 10-13 cm.
Los fenómenos queestudia la Electrostática, están dentro del campo de las Interacciones
Electromagnéticas.
Dada la magnitud de la interacción Electromagnética, cabria preguntarse sobre la naturaleza de las
fuerzas que mantienen unido el núcleo atómico, en el cual existen partículas positivas, pero no
negativas que pudieran contrarrestar la gran fuerza de repulsión que originaria la explosión del mismo.
Larespuesta está en que además de las fuerzas eléctricas de repulsión existen otras no eléctricas que
llamaremos fuerzas nucleares, que contrarrestan a las eléctricas. Las fuerza nucleares actuan a corta
distancia y decrecen cuando aumenta esta, mucho más rápidamente que eléctricas; por esta razón
cuando un núcleo crece de tamaño comienza a ser inestable, de manera que ciertas perturbaciones,
como elbombardeo con neutrones lentos, pueden hacer que “explote”, liberando su energía nuclear,
que realmente es la debida a las fuerzas eléctricas de repulsión. Esto es lo que ocurre con el núcleo
de uranio de 92 protones.
Vistas así las cosas, las diferentes partes que formen un electrón deberían repelerse y no ser posible
como lo es, su existencia estable. La ciencia todavía no tiene unaexplicación plausible a tal hecho,
que supondría conseguir formular una teoría completa del Electromagnetismo.

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1.2.- Carga Eléctrica. Cuantización de la Carga.
Carga Eléctrica
Al igual que la masa la carga eléctrica, es una propiedad intrínseca de la materia, que en este caso...