semana 2 f2 2010 1

Física IIJuvenal Castromonte Salinas

DFIMA/UPCH(juvenal@upch.edu.pe)

Semana 2

Semestre, 2010-I

Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: juvenal@upch.edu.pe

Las fuerzas eléctricas se introducen para describir la interacción de dos cargas puntuales en reposo

En muchas situaciones al menos uno de los cuerpos cargados no puede ser considerado puntual, entonces se asume que este cuerpo esta formado por un sistema de cargas puntuales

También se asume que la presencia de una carga de prueba no influye en la distribución de las cargas del sistema de la carga fuente

Intensidad de Campo Eléctrico *

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Introducción

En principio es posible describir la interacción de todo tipo de cargas a través de la fórmula de Coulomb

fuente cargas

de Sistema2

)()(

r

rqdqkrF

Sin embargo, es difícil describir la situación cuando no se tiene muy claro como medir la

carga de cada partición.

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La única forma conocida para medir la fuerza es experimental, que a su vez presenta sus propias dificultades:1.Para cada carga puntual colocada cerca de la

fuente se hacen las mediciones correspondientes.

2.¿Cómo medir la fuerza que actúa sobre una carga tan pequeña como es la de prueba? Una carga de prueba puede ser simplemente un electrón.

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La dificultad anterior puede superarse si se toma en cuenta que la relación de la fuerza con respecto a la carga de prueba es una cantidad constante en cualquier posición definida

donde es denominado vector de intensidad de campo eléctrico.

ECteq

F

q

F

2

2

1

1

E

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La solución general a estos problemas se da en dos pasos:

1.Se determina el campo eléctrico de la fuente, es decir, se calcula o mide la intensidad de campo en aquellos puntos del espacio de interés.

2.Se determina la fuerza que actúa sobre la carga de prueba o sobre el sistema de cargas de prueba, que se encuentren en el campo.

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El campo de cargas eléctricas en reposo se denomina campo electrostático y esta dado, de acuerdo a la ley de Coulomb, como:

rr

qE

3

04

1

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Principio de Superposición

Aplicación del principio de independencia de la acción de las fuerzas al concepto de campo

“La intensidad de campo resultante en cada punto se obtiene como resultado de la suma

vectorial de las intensidades de campo, generadas por cada una de las cargas de

manera independiente”

)(

30)( 4

1

ii

i

i

ii r

r

qEE

es la distancia de la carga al punto de interés del campo eléctrico ir iq

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Líneas de Fuerza *

El campo eléctrico se puede definir de las maneras siguientes:

El primer método - el método analítico

Segundo método - el método gráfico, introducido por Faraday

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Método Gráfico

Se construye un mapa del campo,

representado por líneas de

intensidad del campo,

frecuentemente conocido como

líneas de fuerza.

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Las Líneas de Fuerza son aquellas cuyas tangentes en cada punto coinciden con el vector intensidad de campo, y por convención se asume que van de las cargas positivas a las negativas

zyx E

dz

E

dy

E

dx

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Campo de una carga puntual

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Campo de dos cargas puntuales

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Campo entre dos laminas planas

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conclusiones acerca de las líneas de fuerza

Las líneas de fuerza se inician y terminan en cargas eléctricas o se pierden en el infinito.

Las líneas de fuerza no se interceptan. A cada punto se le asigna un valor único de intensidad de campo, lo que significa que a través de cada punto solo se puede trazar una línea de fuerza.

que la intensidad de campo se juzga por la densidad de líneas de fuerza.

se asume como medida de densidad al número de líneas por cada unidad de superficie perpendicular a estas

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El número de líneas decrece de acuerdo con la ley:

La intensidad de campo decrece con la misma ley:

2

1~r

N

2

1~r

E