01 PPT - Campo Eléctrico (1)

7/25/2019 01 PPT - Campo Elctrico (1)

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Nombre de Asignatura o tema/ Docente

Lic. Fs. Sergio Jernimo Morante

[email protected]

FSICA III

EL CAMPO

ELCTRICO


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Logros:

Reconoce el comportamiento del campo

elctrico.

Explica y determina elcomportamiento del campo

elctrico en una carga puntual

y continua.

Identifica las lneas de campo

elctrico.

Establece el campo elctricoes una regin del espacio.Competencia:


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n ens a e ampoElctrico Concepto de Campo: Para la Fsica este concepto

seala un !ector en el espacio en el "ue# a cada punto

de $l# se le puede asociar una magnitud %sica la cualpuede ser !ectorial o escalar.

Campo Elctrico: Se e&tiende 'acia a%uera de todacarga el$ctrica Q, llamada carga generadora ( e&iste entodo el espacio "ue rodea a esta carga. )e este modo#

si una segunda carga q se u*ica cerca de la primera#e&perimentar+ una %uer,a el$ctrica aplicada por elcampo generado porQ

La ideadeCampo

es laformacomoMichaelFaradae!plic" laacci"n de

#naf#er$a a


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Elctrico

'n c#erpo cargado crea#n campo elctrico enel espacio (#e lo rodea

La f#er$a elctrica so)re #nc#erpo cargado es e*ercida porel campo elctrico (#e otrosc#erpos cargados originan


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- Se de%ine el Campo Elctrico # en cual"uier

punto en el espacio# como la Fuer,a ejercidaso*re una pe"uea carga de prue*a q positi!acolocada en dic'o punto# di!idida por la magnitudde la carga de $sta.

- l campo el$ctrico es una magnitud !ectorial cu(aunidad de medida en el S.I es/

E

F

FE

q=r

N

C


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- La direccin del Campo l$ctrico en un punto se de%inecomo la direccin de la %uer,a el$ctrica "ue se ejerceso*re una pe"uea carga positi!a situada en dic'opunto.

- La intensidad del campo el$ctrico es la magnitud o el

!alor del !ector campo el$ctrico. ste campo e&iste en%orma independiente a la carga so*re la cual act0a# siesta carga de prueba se retira del espacio"ue rodeaa la carga "ue genera el campo# este sigue existiendo

pero la fuerza elctrica no.

Magnit#d +irecci"n del Campo

Campo Elctrico Producido por una CargaPuntual


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Magnit#d +irecci"n del Campo

Campo Elctrico Producido por una Carga Puntual


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Campo Elctrico +e)ido a #na CargaP#nt#al

- Si tenemos una carga puntual Q# situada a una distanciar de una carga de prue*a# la magnitud del campoel$ctrico en el punto donde est+ u*icada q# ser+/

- )e acuerdo con la Le( de Coulom*# la magnitud de la%uer,a so*re la carga de prue*a qes/

FEq=

2

K Q qF

r

=


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- 1eempla,ando la ecuacin anterior# o*tenemos la

magnitud del campo el$ctrico a una distancia r de*ido auna carga puntual Q# seg0n/

- sta relacin nos muestra "ue el campo el$ctrico solo

depende de la carga Q "ue produce el campo ( de ladistancia r al punto en donde se "uiere medir $ste. sindependiente de la carga de prue*a.

2

QE K

r=


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A una distanciade 2 m de una carga de 3 42 C 'a(un campo elctrico# determine su intensidad.

Como la carga Q es negativa# la intensidad de

campo se dirigir+ hacia Q . A partir de laecuacin

27 103!C "hacia Q #

Campo Elctrico Producido por una Carga Puntual

Ejemplo:




Vector de Campo Elctrico Producido por una Carga Puntual

Ejemplo:




PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN

, I , T E M A + I , C R E T

O

q

1

Pq

2

q

3

qi

La intensidad delcampo elctricoen #n p#nto

de)ido a #nsistema discretode cargas es

ig#al a la s#made lasintensidades delos camposde)idos a cada

ir

u

i.

=

=

n

i 4

r i2

i

i u

r

"5.

=+++=

i... n24




n este caso se calcula el campo el$ctrico sumando!ectorialmente los campos el$ctricos creados por cada una

de las cargas puntuales en el punto elegido.

"4

"2

6

7

8

"i

P

Campo elctrico prod#cido por#na distri)#ci"n discreta de

cargas




E*emplo

Campo de#n dipoloelctrico




E*emploCampo de #n dipolo elctrico


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E$ %&'($( E$)C*+&C(

- l dipolo el$ctrico elemental est+%ormado por dos cargas iguales ( designo opuesto# separadas una

distancia 9d: muc'o menor "ue lasdistancias macroscpicas "uemanejamos.

- )ic'o de otro modo# se trata deconocer el !alor del campo de unpar de cargas puntuales separadasuna distancia 9d: en un punto 9r: tal


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EJEMPLOS


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Campo elctrico creado por una distribucincontinua de carga en un punto:

d"

P

;

n este caso di!idimos la distri*ucinen pe"ueos elementos di%erencialesde carga# d"# de %orma "ue ladi%erencial de campo el$ctrico "ue creacada una de ellas es

El campo elctrico total paratoda la distribucin ser,

r

rur

dqkEd

2=

= rurdq

kE

2


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%ependiendo de la -orma de la distribucin se de-inen lassiguientes distribuciones de carga

%istribucin$ineal de

carga

%istribucin/uper-icial decarga

%istribucinolumtrica decarga

C,lculo del campo elctrico en cada caso:

dl

dq=

ds

dq=

dv

dq=

r

Lur

dl

kE

= 2 r

Sur

ds

kE

= 2 r

v

ur

dvkE

= 2


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E*emplo

C+lculo del campo el$ctrico so*re el

eje de un anillo de carga. n esta%igura# se considera "ue la carga espositi!a

Campo de #n anillo con carga

r

S

ur

dskE

= 2

E l


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Eemplo:mpo de #na l-nea con carga

r

L

ur

dlkE

= 2


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$as lneas de campo se dibuan de -orma ue el vector

sea tangente a ellas en cada punto. 4dem,s susentido debe coincidir con el de dicho vector.

Reglas para dibujar las lneas de campo

Las lneas salen de las cargas positi!as ( entran en las negati!as.l n0mero de lneas "ue entran o salen es proporcional al !alorde la carga.

Las lneas se di*ujan sim$tricamente.

Las lneas empie,an o terminan slo en las cargas puntuales.

La densidad de lneas es proporcional al !alor del campo el$ctrico.


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EJEMPLOS DE LNEAS DE CAMPO ELCTRICO

Cargapuntual

)os cargasiguales


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)ipoloel$ctrico

;=3>?2;=>

C El t i


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Campo Elctrico'niforme

- n campo el$ctrico en una regin es uni%orme cuandopresenta el mismo !alor ( direccin en todos los puntos dela regin.

- na manera de o*tener un campo el$ctrico uni%orme es a

tra!$s de dos placas paralelas cargadas. ntre $stas elcampo est+ orientado desde la placa positi!a a la negati!a (el !ector no cam*ia.

E


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REPASO DE CONCEPTOSFUNDAENTA!ES DE!CAPO E!"CTR#CO

$$% Figura '$ $( Campo) elctrico) de una carga puntual po)iti*a +


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$$%& Figura '$&$( Campo) elctrico) de una carga puntual po)iti*a +

de una carga puntual negati*a

$$( Figura '$ ', !-nea) de campo elctrico para tre) di.erente)


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$$(& Figura '$&', !-nea) de campo elctrico para tre) di.erente)di)tri/ucione) de carga

$$, Figura '' ' Campo elctrico )o/re la )uper.icie de caja) 0ue


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$$,& Figura ''&' Campo elctrico )o/re la )uper.icie de caja) 0uecontienen carga)

$'1 Figura '' 2 Campo elctrico )o/re la )uper.icie de caja) 0ue


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$'1& Figura ''&2 Campo elctrico )o/re la )uper.icie de caja) 0uecontienen carga)

E3ERC#C#OS DE CAPO E!"CTR#CO


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