T 1 12/13 Fisica Informatica

Tema 1- CAMPOS ELÉCTRICOS
1 Introducción.

1 Introducción histórica.

2 Carga eléctrica.

2 Estructura interna de la materia.

3 Ley de Coulomb.

3 Electrización de los materiales

4 Campo eléctrico y principio de
superposición.

4 Fuerzas y Ley de Coulomb.

5 Dipolo eléctrico
6 Líneas de campo eléctrico.

7 Teorema de Gauss. Aplicaciones.

Bibliografía
-Tipler. "Física".Cap. 21 y 22.
Reverté.

4 Campo eléctrico
6 El flujo eléctrico.

7 La ley de Gauss.
Bibliografía
Fundamentos Físicos de la Ingeniería. Tema 1
Mc Graw Hill

1. INTRODUCCIÓN HISTÓRICA
Gilbert (1540-1603) descubrió que la electrificación era
un fenómeno de carácter general.

En 1729, Stephen Gray demuestra que la electricidad
tiene existencia por sí misma y no es una propiedadimpuesta al cuerpo por rozamiento.
Franklin (1706-1790) demuestra que existen dos tipos de
electricidad a las que llamó positiva y negativa.
Coulomb (1736-1806) encontró la ley que expresa la
fuerza que aparece entre cargas eléctricas.

En 1820 Oersted observó una relación entre electricidad
y magnetismo consistente en que cuando colocaba la
aguja de una brújula cerca de un alambre por elque
circulaba corriente, ésta experimentaba una desviación.
Así nació el Electromagnetismo.
 Faraday (1791-1867) introdujo el concepto de Campo
Eléctrico.
Maxwell (1831-1879) estableció las Leyes del
Electromagnetismo, las cuales juegan el mismo papel
en éste área que las Leyes de Newton en Mecánica.

2. CARGA ELÉCTRICA (21.1)
Es una magnitud fundamental de la física, responsable dela
interacción electromagnética.
En el S.I. La unidad de carga es el Culombio (C) que se
define como la cantidad de carga que fluye por un punto
de un conductor en un segundo cuando la corriente en el
mismo es de 1 A.

1 nC = 10-9 C
Submúltiplos del
Culombio

1e-=1,602177·10-19 C

1 C = 10-6 C
1 mC =10-3 C

Características de la carga
i) Dualidad de la carga: Todas laspartículas cargadas
pueden dividirse en positivas y negativas, de forma que
las de un mismo signo se repelen mientras que las de
signo contrario se atraen.
ii) Conservación de la carga (21.1): En cualquier proceso
físico, la carga total de un sistema aislado se
conserva. Es decir, la suma algebraica de cargas
positivas y negativas presente en cierto instante no
varía.
iii) Cuantización de la carga(21.1): La carga eléctrica
siempre se presenta como un múltiplo entero de una
carga fundamental, que es la del electrón.

3. LEY DE COULOMB
A lo largo de este tema estudiaremos procesos en los que la
carga no varía con el tiempo. En estas condiciones se
dice que el sistema está en Equilibrio Electrostático.

Enunciado de la Ley de Coulomb
La fuerza ejercida por una carga puntual sobreotra está
dirigida a lo largo de la línea que las une. Es repulsiva si
las cargas tienen el mismo signo y atractiva si tienen signos
opuestos. La fuerza varía inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que separa las cargas y es
proporcional al valor de cada una de ellas.

Expresión vectorial de la Ley de Coulomb (21.3) (que
sobre q2 ejerce q1)
Z

q1


r
1

X


r21  r2  r
1


r2

q2


q1q2 
F21  k
u r 21
2
r21

Y
k: Constante de Coulomb, cuyo valor depende del
sistema de unidades y del medio en el que
trabajemos.
En el vacío

S.I.

k = 9·109 N m2/C2
Ej1ExamenFeb20111ªSemanaTipoA
Ej1ExamenSep2011_TipoA

Constantes auxiliares
Permitividad del Vacío (eo): Se define de forma que
k

1
4 eo

 9·10 9 N m 2 /C 2

eo=8.85·10-12 C2/N m2
Si el medio en el que se encuentran las cargas es distinto al
vacío, se comprueba que la fuerza eléctrica es  veces
menor, de esta forma se define la Permitividad del Medio
como e = er eo.. Siendo er la Constante Dieléctrica del
Medio o Permitividad Relativa. Así,
k' 

1
4e

Ejercicio 1 Enero 2011 1ª semana


q1q2    
F12  k 2 ur12 ; r12  r1  r2...