Potencial Electrico

Páginas: 29 (7084 palabras) Publicado: 22 de abril de 2015
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
UNIDAD DE CIENCIAS BASICAS
Física III
Ciclo: II/2012
CAMPO ELÉCTRICO. LEY DE GAUSS.

Contenido.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.

Campos escalares y vectoriales.
El campo eléctrico.
El campo eléctrico de las cargas puntuales.
Líneas de campo eléctrico.
Campo eléctrico de las distribuciones continuasde carga.
Una carga puntual en un campo eléctrico.
Un dipolo en un campo eléctrico.
El flujo de un campo vectorial.
El flujo del campo eléctrico.
La ley de Gauss.
Un conductor cargado aislado.
Aplicaciones de la ley de Gauss.

2.1 CAMPOS ESCALARES Y VECTORIALES.
Campo. Definición.
Es una región en la cual existe una magnitud física asociada a cada punto del
espacio, cuyas características dependende las coordenadas de ese punto.
Por ejemplo: la temperatura en diferentes puntos de una habitación, T  x , y , z  , la
presión en cualquier punto en el interior de un fluido, p  x , y , z  y la densidad en
cualquier punto del mismo,
. Estos son campos escalares, ya que las
magnitudes en cuestión son escalares.
Si las magnitudes son vectoriales, entonces los campos son vectoriales, porejemplo:
La velocidad de flujo de un fluido en diferentes puntos,
; el campo
gravitatorio terrestre, fuerza gravitacional terrestre por unidad de masa sobre una
masa de prueba.




F
g
(2.1)
m0
Si los campos no cambian con el tiempo se llaman campos estáticos. El concepto de
acción gravitatoria a distancia o de interacción directa e instantánea entre cuerpos

UCB. FIA. UES. Ing. Edgar Rodríguez.

2(masa  masa) viola la teoría especial de la relatividad. El concepto de interacción
gravitatoria entre el campo de un cuerpo y el otro cuerpo (masa  campo 
masa), no contradice la teoría especial de la relatividad, cualquier movimiento del
primer cuerpo se transmite por el espacio a la velocidad de la luz, como límite;
llegando esta información al segundo cuerpo en un tiempo finito y no enforma
instantánea. El campo desempeña el papel de intermediario de la interacción entre
los dos cuerpos.
2.2 EL CAMPO ELECTRICO.
Así como el caso gravitatorio, la interacción eléctrica entre cuerpos cargados vista
como acción a distancia (carga  carga) viola la teoría especial de la relatividad,
entonces debe introducirse al campo como intermediario de la interacción (carga 
campo  carga), llamadoen este caso campo eléctrico. La primera carga establece
un campo eléctrico a su alrededor y la segunda carga interactúa con el campo
eléctrico de la primera carga. Así mismo el campo eléctrico de la segunda carga
interactúa con la primera carga.
Definición: El campo eléctrico asociado con un cierto conjunto de cargas en términos
de la fuerza ejercida sobre una carga de prueba positiva


q0 , sedefine por:



F
E
(2.2)
q0
Dimensionalmente el campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga; en el SI las
unidades del campo eléctrico son newton / coulomb.
La dirección del campo eléctrico E, en el punto donde q0 se encuentra, figura1 (b) es
la misma que la dirección de la fuerza F, que actúa sobre la carga de prueba, un
escalar positivo, figura 1 (a). El conjunto de cargas que produce a Ey a F no se
muestra.
Conocido el campo eléctrico en el punto P, la fuerza que actuaría sobre cualquier
carga puntual q en ese punto sería, F = qE, su magnitud es F  qE y su dirección es
la misma que la de E si q es positiva y opuesta a la de E si q es negativa.

Figura 1. Dirección de E en el punto p .

UCB. FIA. UES. Ing. Edgar Rodríguez.

3

La interacción entre dos cargas puntuales descritaen la unidad anterior, en términos
del campo eléctrico se debe interpretar como se muestra en la figura 2. Una carga q 1
colocada en el punto A , produce un campo E1 en el punto B , figura 2 (a); la carga
q2 en el punto B , experimenta una fuerza F21 =q2E1; de la misma manera, q2 situada
en el punto B , produce un campo E2 en el punto A , donde q1 se encuentra, figura 2
(c), entonces esta...
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