semana 2 f2 2010 1
TRANSCRIPT
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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 *
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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.
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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.
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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.
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
Método Gráfico
Se construye un mapa del campo,
representado por líneas de
intensidad del campo,
frecuentemente conocido como
líneas de fuerza.
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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
Lima, 2010-I Juvenal Castromonte, Ph.D e-mail: [email protected]
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