Ley de gauss
Páginas: 6 (1462 palabras)
Publicado: 16 de noviembre de 2009
Carga Eléctrica
La materia se compone por átomos. Los mismos tienen un núcleo de protones (que tienen carga positiva) y neutrones (carga neutra). En la periferia del átomo, se encuentran los electrones (carga negativa) describiendo órbitas alrededor del núcleo. Los electrones de las órbitas más alejadas (electrones libres) pueden abandonar el átomo y agregarse a otro cercano. El átomo que tieneun electrón menos, queda cargado positivamente, mientras que, el átomo que ganó un electrón tiene carga negativa. Por ejemplo cuando se frotan dos materiales distintos como plástico y vidrio ocurre eso con muchos de sus átomos, liberan y aceptan electrones, por lo tanto uno de los materiales queda cargado positivamente (sus átomos liberaron electrones) y el otro negativamente (con más electrones).La carga eléctrica se mide en Coulomb. Un Coulomb es una unidad de carga grande por lo que es común usar submúltiplos como el micro Coulomb (1 μC = 1X10-6 C). La ley de conservación de cargas dice que dado un sistema aislado no hay cargas que se creen ni se destruyan, sino que la carga se conserva. La carga eléctrica de un material siempre es múltiplo de la carga eléctrica de un electrón. Elsigno de la carga eléctrica indica si se trata de carga negativa o positiva. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e.
Fuerza Eléctrica
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que susigno depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.
Figura 1. La Fuerza de interacción entre cargas del mismo signo es repulsiva y la Fuerza entre cargas de diferente signo es atractiva.
La fuerza entre dos cargas se calcula como:
������������ = ������
q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2
������ 1 ������ 2������ 2
(1)
r = Distancia de separación entre las cargas FE = Fuerza eléctrica k = Constante de Coulomb
donde
������ =
1 4������������
A su vez la constante ������ = ������������ ������0 donde
es la permitividad relativa,
,y
F/m es la permitividad del medio en el vacío. Recordemos que La Fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo sedeben determinar su dirección.
Principio de superposición
Se ha comprobado –también experimentalmente- que las fuerzas eléctricas se comportan de forma aditiva:
“la fuerza eléctrica sobre una carga q0, debida a un conjunto de cargas q1, q2, …qn es igual a la suma de las fuerzas Fi, que cada carga qi ejerce separadamente sobre la carga q0”
������
������ = ������ 1 + ������ 2 + ������ 3 +⋯ + ������ ������ =
������=1
������ ������
Nota: Esto representa una SUMA VECTORIAL ( y no pueden sumarse los módulos y después añadir la dirección).
Material Vacío Parafina Mica 1 2,1-2,2 6-7
(F/m) 8,85·10-12 1,90·10-11 5,76·10-11 1,95·10-11 9,30·10-12 3,90·10-11 3,01·10-11 6,86·10-11 8,86·10-12 7,75·10-11 5,31·10-11 6,64·10-11 3,76·10-11 2,39·10-11
(Nm²/C²) 8,99·109 4,16·1091,38·109 4,09·109 8,56·109 2,04·109 2,64·109 1,16·109 8,98·109 1,03·109 1,50·109 1,20·109 2,11·109 3,33·109
Papel parafinado 2,2 Poliestireno Baquelita Vidrio orgánico Vidrio Aire Mármol Porcelana Micarta A y B 1,05 3,8-5 3,2-3,6 5,5-10 1,0006 7,5-10 5,5-6,5 7-8
Batista barnizada 3,5-5 Polietileno 2,7
Campo Eléctrico
Existen básicamente dos formas de determinar el valor del campoeléctrico. La primera es utilizando una carga de prueba (q1) y la segunda es conociendo el valor de la carga que lo genera (q2) y la distancia a la misma.
Con una carga de prueba
Un primer caso es aquel donde no sabemos cual es la carga que genera el campo ni a que distancia se encuentra, entonces utilizamos una segunda carga de prueba. Por lo tanto, si sabemos que hay un campo generado por otra...
La materia se compone por átomos. Los mismos tienen un núcleo de protones (que tienen carga positiva) y neutrones (carga neutra). En la periferia del átomo, se encuentran los electrones (carga negativa) describiendo órbitas alrededor del núcleo. Los electrones de las órbitas más alejadas (electrones libres) pueden abandonar el átomo y agregarse a otro cercano. El átomo que tieneun electrón menos, queda cargado positivamente, mientras que, el átomo que ganó un electrón tiene carga negativa. Por ejemplo cuando se frotan dos materiales distintos como plástico y vidrio ocurre eso con muchos de sus átomos, liberan y aceptan electrones, por lo tanto uno de los materiales queda cargado positivamente (sus átomos liberaron electrones) y el otro negativamente (con más electrones).La carga eléctrica se mide en Coulomb. Un Coulomb es una unidad de carga grande por lo que es común usar submúltiplos como el micro Coulomb (1 μC = 1X10-6 C). La ley de conservación de cargas dice que dado un sistema aislado no hay cargas que se creen ni se destruyan, sino que la carga se conserva. La carga eléctrica de un material siempre es múltiplo de la carga eléctrica de un electrón. Elsigno de la carga eléctrica indica si se trata de carga negativa o positiva. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e.
Fuerza Eléctrica
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que susigno depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.
Figura 1. La Fuerza de interacción entre cargas del mismo signo es repulsiva y la Fuerza entre cargas de diferente signo es atractiva.
La fuerza entre dos cargas se calcula como:
������������ = ������
q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2
������ 1 ������ 2������ 2
(1)
r = Distancia de separación entre las cargas FE = Fuerza eléctrica k = Constante de Coulomb
donde
������ =
1 4������������
A su vez la constante ������ = ������������ ������0 donde
es la permitividad relativa,
,y
F/m es la permitividad del medio en el vacío. Recordemos que La Fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo sedeben determinar su dirección.
Principio de superposición
Se ha comprobado –también experimentalmente- que las fuerzas eléctricas se comportan de forma aditiva:
“la fuerza eléctrica sobre una carga q0, debida a un conjunto de cargas q1, q2, …qn es igual a la suma de las fuerzas Fi, que cada carga qi ejerce separadamente sobre la carga q0”
������
������ = ������ 1 + ������ 2 + ������ 3 +⋯ + ������ ������ =
������=1
������ ������
Nota: Esto representa una SUMA VECTORIAL ( y no pueden sumarse los módulos y después añadir la dirección).
Material Vacío Parafina Mica 1 2,1-2,2 6-7
(F/m) 8,85·10-12 1,90·10-11 5,76·10-11 1,95·10-11 9,30·10-12 3,90·10-11 3,01·10-11 6,86·10-11 8,86·10-12 7,75·10-11 5,31·10-11 6,64·10-11 3,76·10-11 2,39·10-11
(Nm²/C²) 8,99·109 4,16·1091,38·109 4,09·109 8,56·109 2,04·109 2,64·109 1,16·109 8,98·109 1,03·109 1,50·109 1,20·109 2,11·109 3,33·109
Papel parafinado 2,2 Poliestireno Baquelita Vidrio orgánico Vidrio Aire Mármol Porcelana Micarta A y B 1,05 3,8-5 3,2-3,6 5,5-10 1,0006 7,5-10 5,5-6,5 7-8
Batista barnizada 3,5-5 Polietileno 2,7
Campo Eléctrico
Existen básicamente dos formas de determinar el valor del campoeléctrico. La primera es utilizando una carga de prueba (q1) y la segunda es conociendo el valor de la carga que lo genera (q2) y la distancia a la misma.
Con una carga de prueba
Un primer caso es aquel donde no sabemos cual es la carga que genera el campo ni a que distancia se encuentra, entonces utilizamos una segunda carga de prueba. Por lo tanto, si sabemos que hay un campo generado por otra...
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