yasi

Tema 1.- Campo y potencial eléctricos.

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Electricidad y Magnetismo
Tema I
Campo eléctrico. Potencial eléctrico.
1.1.- Carga y campo eléctricos.
1.2.- Distribuciones de carga.
1.3.- Ley de Gauss: Aplicaciones.
1.4.- Fuerza eléctrica.
1.5.- Energía potencial eléctrica.
1.6.- Potencial eléctrico.

Hilo de
seda

F

Hilo de
seda
F
F

F

Varillas de vidrio
frotadas con seda(+ + +)
Varilla de ebonita
frotada con piel
(- - - )

5Electricidad y Magnetismo. Grado en Ingeniería. Curso 2012-13.

Prof.: Ana Mª. Lomas

Tema 1.- Campo y potencial eléctricos.

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1.1.- Carga y campo eléctricos
La materia se presenta naturalmente neutra
Carga eléctrica.- Constitución de la materia: átomos (protones y electrones).
Cuando a un átomo se le quitan o añadenelectrones se convierte en un ión positivo o negativo,
respectivamente.
La carga de un cuerpo no es continua.
Todas las partículas conocidas tienen cargas que son múltiplos enteros de la carga fundamental,
la del electrón.
El protón tiene la misma carga que el electrón pero de signo contrario.
En el Sistema Internacional de Unidades (S.I.) la carga del electrón se mide en culombios, C.
e = -1,610-19 C
La carga eléctrica es una cantidad que se conserva en cualquier reacción donde intervengan
partículas cargadas.
Las cargas totales antes y después de la reacción siempre son las mismas.
Conductores (metales, cuerpo humano…)
Materiales: Aislantes (ebonita, vidrio, plásticos…)
Semiconductores (Germanio, Silicio)

Electrización

Fricción

Inducción

Electrización por inducción:6Electricidad y Magnetismo. Grado en Ingeniería. Curso 2012-13.

Prof.: Ana Mª. Lomas

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Posición, en el sistema de referencia elegido, de las cargas que interaccionan.
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Prof.: Ana Mª. Lomas

Tema 1.- Campo y potencial eléctricos.

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¿Cómo se ejerce la acción a distanciaentre dos partículas cargadas?
A través del “Campo eléctrico”.
Una carga crea un campo a su alrededor y es ese campo el que ejerce su acción sobre una
segunda carga.
Los cambios en el campo no son instantáneos, se propagan a la velocidad de la luz.

Determinación del Campo Eléctrico en un punto:
1) Se coloca una carga testigo qo en un punto P.
2) Se determina la fuerza ejercida por el campoen ese punto.
3) Se divide la fuerza obtenida por el valor de la carga. E = F/qo
La unidad de E en el SI es N/C

Representación del Campo Eléctrico. Líneas de campo.

Campo creado por una carga puntual
positiva.

Es radial y está dirigido hacia afuera.
(Si la carga es negativa las líneas están
dirigidas hacia el centro).

8Electricidad y Magnetismo. Grado en Ingeniería. Curso 2012-13.Prof.: Ana Mª. Lomas

Tema 1.- Campo y potencial eléctricos.

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Campos eléctricos creados por dos cargas puntuales.
(Para determinarlos se aplica el principio de superposición).

1.1.- Distribuciones de carga.
Un cuerpo tiene una densidad de carga  = dq/dV.
En cada punto P se superponen los campos dE creados por las cargas elementales dq.

dE
P

r
dV



Camposcreados por distintas distribuciones de carga:

a) Campo creado por un hilo conductor infinito cargado positivamente.

9Electricidad y Magnetismo. Grado en Ingeniería. Curso 2012-13.

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b) Campo creado por un plano conductor infinito, cargado positivamente.

c) Campo entre dos planos conductores paralelos, con cargas igualesy opuestas.

d) Campo creado por una esfera conductora cargada.

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1.3.- Ley de Gauss: Aplicaciones.

E
ds

ds

ds


Flujo del vector campo eléctrico a través de una superficie: d  E ·d s


Φ   E · d s   E · ds · cos(E, d s )
s...