7/21/2019 Resumen Unidad 1 Electricidad y Magnetismo

http://slidepdf.com/reader/full/resumen-unidad-1-electricidad-y-magnetismo 1/5

 RESUMEN UNIDAD 1 ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1.1. LEY DE COULOMB

La Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales,constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.

Fue descubierta por Priestley en !"", y redescubierta por #avendis$ pocos a%os después,

 pero fue #oulomb en !&' quien la sometió a ensayos e(perimentales directos.

En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de

las dos cargas puntuales q1 y q2  e)erce sobre la otra separadas por una distancia r  y seexpresa en forma de ecuación como:

k  es una constante conocida como constante Coulomb, que en el *istema +nternacional

*+- tiene el valor de 8.98x1!9 "m2#C2.

1.2. CAMPO ELÉCTRICO

ic$ael Faraday fue el primero en proponer el concepto de campo eléctrico y también

contribuyó con otros traba)os para el electromagnetismo, posteriormente este concepto fueme)orado con los traba)os de a(/ell quien fue disc0pulo de Faraday.

12ué significa campo eléctrico3 4na propiedad del espacio mediante la cual 5se propaga6

la interacción entre cargas. 4na región del espacio donde e(iste una perturbación tal que a

cada punto de dic$a región le podemos asignar una magnitud vectorial, llamada intensidad

de campo eléctrico E.

4n campo se representa dibu)ando las llamadas l0neas de campo. Para el campo creado por 

una carga puntual, las l0neas de campo son radiales.

7/21/2019 Resumen Unidad 1 Electricidad y Magnetismo

http://slidepdf.com/reader/full/resumen-unidad-1-electricidad-y-magnetismo 2/5

La intensidad de campo eléctrico en un punto se define como la fuerza que act7a sobre la

unidad de carga situada en él. *i E es la intensidad de campo, sobre una carga 2 actuará

una fuerza

1.3. MOVIMIENTO DE CARGAS EN CAMPOS ELÉCTRICOS 

4na part0cula cargada que está en una región donde $ay un campo eléctrico,

e(perimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo

eléctrico $e8q9%.

• *i la carga es positiva, e(perimenta una fuerza en el sentido del campo.

• *i la carga es negativa, e(perimenta una fuerza en sentido contrario al campo.

o

o  1.4 LEY DE GAUSS PARA EL CAMPO ELÉCTRICO

#uando una distribución de carga tiene una simetr0a sencilla, es posible calcular el campo

eléctrico que crea con ayuda de la ley de :auss. La ley de :auss deriva del concepto de

flu)o del campo eléctrico.

 Flujo del campo eléctrico

El flu)o del campo eléctrico se define de manera análoga al flu)o de masa. ;ecordando el

flu)o de masa a través de una superficie * se define como la cantidad de masa que atraviesa

dic$a superficie por unidad de tiempo.

 Ley de Gauss

El flu)o del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la

carga q contenida dentro de la superficie, dividida por la constante <=.

7/21/2019 Resumen Unidad 1 Electricidad y Magnetismo

http://slidepdf.com/reader/full/resumen-unidad-1-electricidad-y-magnetismo 3/5

La superficie cerrada empleada para calcular el flu)o del campo eléctrico se denomina

superficie gaussiana.

atemáticamente,

La ley de :auss es una de las ecuaciones de a(/ell, y está relacionada con el teorema

de la divergencia, conocido también como teorema de :auss. Fue formulado por #arl

Friedric$ :auss en &>'.

1.5 DIELÉCTRICOS 

*e denomina dieléctrico a un material con una ba)a conductividad eléctrica ? @@ -A es

decir, un aislante, el cual tiene la propiedad de formar dipolos eléctricos en su interior ba)o

la acción de un campo eléctrico. Bs0, todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no

todos los materiales aislantes son dieléctricos.

Blgunos e)emplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la

cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico

y la baquelita. En cuanto a los gases se utilizan como dieléctricos sobre todo el aire, el

nitrógeno y el $e(afluoruro de azufre.

Los dieléctricos más utilizados son el aire, el papel y la goma.

1.6 LOS TRES VECTORES ELÉCTRICOS 

La polarización eléctrica es el campo vectorial que e(presa la densidad de los momentos

eléctricos dipolares permanentes o inducidos en un material dieléctrico. El vector de

 polarización P se define como el momento dipolar por unidad de volumen. La unidad de

medida en el *+ es coulomb por metro cuadrado.

El desplazamiento eléctrico es un vector   función de la posición en el espacio y

del tiempo , o también función de la posición en el espacio y de la frecuencia 

, que aparece en las ecuaciones de a(/ell. Puede considerarse como una generalización

del campo eléctrico en presencia de un dieléctrico.

7/21/2019 Resumen Unidad 1 Electricidad y Magnetismo

http://slidepdf.com/reader/full/resumen-unidad-1-electricidad-y-magnetismo 4/5

1.7 POTENCIAL ELÉCTRICO

El potencial eléctrico en un punto es el traba)o que debe realizar una fuerza eléctrica para

mover una carga positiva q desde la referencia $asta ese punto, dividido por unidad de

carga de prueba. Cic$o de otra forma, es el traba)o que debe realizar una fuerza e(terna

 para traer una carga unitaria q desde la referencia $asta el punto considerado en contra de la

fuerza eléctrica.

Los &oltios  y los  'oules  o  'ulios- son las unidades que se emplean para e(presar el

 potencial eléctrico.

1.8 LÍNEAS EQUIPOTENCIALES Y MOVIMIENTOS DE CARGAS 

Las l0neas equipotenciales son como las l0neas de contorno de un mapa que tuviera trazada

las l0neas de igual altitud. En este caso la DaltitudD es el potencial eléctrico o volta)e. Las

l0neas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres dimensiones

esas l0neas forman superficies equipotenciales. El movimiento a lo largo de una superficie

equipotencial, no realiza traba)o, porque ese movimiento es siempre perpendicular al

campo eléctrico.

 Líneas equipotenciales para campo constante En las  placas conductoras como las de los

condensadores, las l0neas del campo eléctrico son perpendiculares a las placas y las l0neas

equipotenciales son paralelas a las placas.

1. EL CAMPO ELÉCTRICO COMO EL GRADIENTE DEL POTENCIAL

4na de las venta)as de calcular el potencial eléctrico escalar volta)e-, es que de este se

 puede calcular el campo eléctrico. El componente del campo eléctrico en cualquier 

dirección, es el negativo de la rapidez de cambio del potencial en esa dirección.

7/21/2019 Resumen Unidad 1 Electricidad y Magnetismo

http://slidepdf.com/reader/full/resumen-unidad-1-electricidad-y-magnetismo 5/5

*i se calcula el cambio de volta)e diferencial a lo largo de una dirección ds, entonces se ve

que es igual a la componente del campo eléctrico en esa dirección multiplicado por la

distancia ds.

La e(presión del  campo eléctrico en función del volta)e  se puede e(presar en forma

vectorial

Esta colección de derivadas parciales se llama el gradiente, y se representa por el s0mbolo

 ∇. Entonces, el campo eléctrico se puede escribir 

B menudo son más convenientes usar las e(presiones del gradiente en otros sistemas de

coordenadas, para aprovec$arse de las venta)as de la simetr0a de un problema f0sico

determinado.