lamina de carga

Fuerzas eléctricas y
campo eléctrico
Física II
Grado en Ingeniería de
Organización Industrial
Primer Curso
Joaquín Bernal Méndez
Curso 2011-2012

Departamento de Física Aplicada III
Universidad de Sevilla

Índice
Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico
Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas decampo eléctrico
Acción del campo eléctrico sobre las cargas

Ley de Gauss
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Introducción
“Elektron” es un vocablo griego que significa
ámbar
Al frotar el ámbar éste atrae pequeños
objetos (pajitas, plumas,…)
La electricidad es un fenómeno muy
presente en la vida diaria:
Fenómenos de electricidad estática
Ingeniería: máquinas y motores eléctricos

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Índice
IntroducciónCarga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico
Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas de campo eléctrico
Acción del campo eléctrico sobre las cargas

Ley de Gauss
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Carga eléctrica
Evidencia experimental:
Dos barras de plástico frotadas con piel se
repelen
Dos barras de vidrio frotadas con seda se
repelen
Labarra de vidrio y la de plástico se atraen

Se dice que las barras están cargadas
Hay dos tipos de carga:
Carga positiva
Carga negativa
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Propiedades de la carga
Cuantización

La carga esta cuantizada: Q   Ne
Donde e es la unidad fundamental de carga, que
coincide con el valor absoluto de la carga del electrón
Usualmente N es muy grande

Conservación de la carga
19
Unidades:culombio (C) e  1.60  10 C
Ejemplo: la carga trasvasada al frotar dos objetos es del
orden de 50 nC:

50nC
50  109 C
N

 3  1011
e
1.60  10-19 C

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Aislantes y conductores
Clasificación de la materia atendiendo a sus
propiedades de conducción eléctrica
Conductores: la carga puede desplazarse por
su interior con facilidad
Ejemplo: metales

Aislantes: La carga nopuede moverse
libremente
Cuando se cargan por frotación la carga queda
confinada en la región frotada.
Ejemplos: vidrio, caucho, madera.
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Índice
Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico
Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas de campo eléctrico
Acción del campo eléctrico sobre las cargas

Ley deGauss
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Ley de Coulomb (I)
Fuerza ejercida por una carga puntual
sobre otra
Está dirigida a lo largo de la línea que las une
Disminuye con el cuadrado de la distancia que
separa las cargas
Es proporcional al producto de las cargas
Es repulsiva para cargas del mismo signo y
atractiva para cargas de signo contrario
Balanza de torsión
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Ley de Coulomb (II)
Representaciónmatemática:


F12

Nm2
k  8.99  10
C2
9


qq
ˆ
F12  k 1 2 2 r12
r12
 

r2  r1
r12
ˆ
r12     
r2  r1
r12
Constante de Coulomb
Medida experimentalmente
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Índice
Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico
Campo de cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas de campo eléctricoAcción del campo eléctrico sobre las cargas

Ley de Gauss
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Principio de superposición

Cuando tenemos un sistema
de cargas la fuerza sobre
cada carga es la suma
vectorial de las fuerzas
individuales ejercidas por
cada una de las demás
cargas
Principio experimental
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Índice
Introducción
Carga eléctrica
Ley de Coulomb
Principio de superposición
Campo eléctrico
Campode cargas puntuales
Campo de distribuciones continuas de carga
Líneas de campo eléctrico
Acción del campo eléctrico sobre las cargas

Ley de Gauss
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Campo eléctrico: introducción
La fuerza entre cargas puede verse como
una acción a distancia.
Una visión alternativa es la del campo
eléctrico:
Una carga crea un campo eléctrico en todo el
espacio: magnitud vectorial
El campo...