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Páginas: 5 (1200 palabras)
Publicado: 15 de agosto de 2013
Una forma conveniente de visualizar los patrones de campo eléctrico es dibujar líneas que apunten en la misma dirección que el vector de campo eléctrico en cual quier punto. Estas líneas, llamadas líneas de campo eléctrico, se relacionan con el campo eléctrico en cualquier región del espacio de la siguiente manera:
• El vector de campo eléctrico E es tangente a la línea del campo eléctricoen cada punto.
• El número de líneas por unidad de área a través de una superficie perpendicular a las líneas es proporcional a la magnitud del campo eléctrico en esa región. Así, E es más grande cuando las líneas de campo están próximas entre sí y es pequeñ o cuando están apartadas.
Estas propiedades se ilustran en la figura 5.1. La densidad de líneas a través de la superficie A es másgrande que la densidad de líneas a través de la superficie B. En consecuencia, el campo eléctrico es más intenso sobre la superficie A que so bre la superficie B. Además, el hecho de que las líneas en diferentes situaciones apunten en diferentes direcciones indica que el campo no es uniforme.
FIGURA 5.1
Algunas líneas de campo eléctrico representativas para el campo debido a una cargapuntual positiva individual se muestran en la figura 5.2a. Advierta que en este dibujo bidimensional sólo se muestran las líneas de campo que están en el pla no que contiene a la carga puntual. En realidad, las líneas están dirigidas radial men te hacia afuera de la carga en todas las direcciones; por tanto, en lugar de la "rue da" plana de líneas mostradas, deberá dibujar una esfera de líneascompleta. Ya que una carga de prueba positiva situada en este campo sería repelida por la carga puntual positiva, las líneas están dirigidas radialmente alejándose de la carga puntual po sitiva.
FIGURA 5.2
Líneas de campo eléctrico para cada carga puntual
a) Para una carga puntual positiva, las líneas están dirigidas radialmente hacia fuera.
b) Para una carga puntual negativa, laslíneas están dirigidas radialmente hacia adentro
Advierta que las figuras muestran solo aquellas líneas de campo que yacen en el plano que contienen la carga.
Las líneas de campo eléctrico que representan el campo debido a una carga puntual negativa individual están dirigidas hacia la carga (Fig. 5.2b). En cualquier caso las líneas están a lo largo de la dirección radial y en todas partes seextienden hacia el infinito. Advierta que las líneas están más próximas conforme se van acercando a la carga; esto indica que la intensidad del campo aumenta conforme se mue ve hacia la carga fuente.
Las reglas para dibujar líneas de campo eléctrico son como siguen:
• Las líneas deben empezar en una carga positiva y terminar en una carga nega tiva.
• El número de líneas dibujadas saliendode una carga positiva o aproximando
se a una carga negativa es proporcional a la magnitud de la carga.
• Ningún par de líneas de campo puede cruzarse.
Esta visualización del campo eléctrico en términos de líneas de campo es consistente con la ecuación 1.3.2, la expresión obtenida para E usando la ley de Coulomb Para responder esta pregunta considere una superficie esférica imaginariade radio r concéntrica con una carga puntual. A partir de la simetría se ve que la magnitud del campo eléctrico es la misma en todas partes sobre la superficie de la esfe ra. El número de líneas N que emergen de la carga es igual al número que penetra la superficie esférica. Por tanto, el número de líneas por unidad de área sobre la es fera es N/ 4pr² (donde el área de la superficie de la esferaes 4pr² ). Ya que E es pro porcional al número de líneas por unidad de área, se ve que E varía con1/ r² ; este descubrimiento es consistente con la ecuación 1.3.2.
Como se ha visto, se usan líneas de campo eléctrico para describir cualitativa mente el campo eléctrico. Un problema con este modelo es el hecho de que siem pre se dibuja un número finito de líneas desde (o hacia) cada carga....
• El vector de campo eléctrico E es tangente a la línea del campo eléctricoen cada punto.
• El número de líneas por unidad de área a través de una superficie perpendicular a las líneas es proporcional a la magnitud del campo eléctrico en esa región. Así, E es más grande cuando las líneas de campo están próximas entre sí y es pequeñ o cuando están apartadas.
Estas propiedades se ilustran en la figura 5.1. La densidad de líneas a través de la superficie A es másgrande que la densidad de líneas a través de la superficie B. En consecuencia, el campo eléctrico es más intenso sobre la superficie A que so bre la superficie B. Además, el hecho de que las líneas en diferentes situaciones apunten en diferentes direcciones indica que el campo no es uniforme.
FIGURA 5.1
Algunas líneas de campo eléctrico representativas para el campo debido a una cargapuntual positiva individual se muestran en la figura 5.2a. Advierta que en este dibujo bidimensional sólo se muestran las líneas de campo que están en el pla no que contiene a la carga puntual. En realidad, las líneas están dirigidas radial men te hacia afuera de la carga en todas las direcciones; por tanto, en lugar de la "rue da" plana de líneas mostradas, deberá dibujar una esfera de líneascompleta. Ya que una carga de prueba positiva situada en este campo sería repelida por la carga puntual positiva, las líneas están dirigidas radialmente alejándose de la carga puntual po sitiva.
FIGURA 5.2
Líneas de campo eléctrico para cada carga puntual
a) Para una carga puntual positiva, las líneas están dirigidas radialmente hacia fuera.
b) Para una carga puntual negativa, laslíneas están dirigidas radialmente hacia adentro
Advierta que las figuras muestran solo aquellas líneas de campo que yacen en el plano que contienen la carga.
Las líneas de campo eléctrico que representan el campo debido a una carga puntual negativa individual están dirigidas hacia la carga (Fig. 5.2b). En cualquier caso las líneas están a lo largo de la dirección radial y en todas partes seextienden hacia el infinito. Advierta que las líneas están más próximas conforme se van acercando a la carga; esto indica que la intensidad del campo aumenta conforme se mue ve hacia la carga fuente.
Las reglas para dibujar líneas de campo eléctrico son como siguen:
• Las líneas deben empezar en una carga positiva y terminar en una carga nega tiva.
• El número de líneas dibujadas saliendode una carga positiva o aproximando
se a una carga negativa es proporcional a la magnitud de la carga.
• Ningún par de líneas de campo puede cruzarse.
Esta visualización del campo eléctrico en términos de líneas de campo es consistente con la ecuación 1.3.2, la expresión obtenida para E usando la ley de Coulomb Para responder esta pregunta considere una superficie esférica imaginariade radio r concéntrica con una carga puntual. A partir de la simetría se ve que la magnitud del campo eléctrico es la misma en todas partes sobre la superficie de la esfe ra. El número de líneas N que emergen de la carga es igual al número que penetra la superficie esférica. Por tanto, el número de líneas por unidad de área sobre la es fera es N/ 4pr² (donde el área de la superficie de la esferaes 4pr² ). Ya que E es pro porcional al número de líneas por unidad de área, se ve que E varía con1/ r² ; este descubrimiento es consistente con la ecuación 1.3.2.
Como se ha visto, se usan líneas de campo eléctrico para describir cualitativa mente el campo eléctrico. Un problema con este modelo es el hecho de que siem pre se dibuja un número finito de líneas desde (o hacia) cada carga....
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