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Capítulo II El campo eléctrico
 
El campo eléctrico <ul><li>El Concepto de Campo Eléctrico </li></ul><ul><li>Campo Eléctrico Producido por una Carga Puntua...
El Concepto de Campo Eléctrico El campo eléctrico es el conjunto de  propiedades de una región del espacio donde las carga...
Magnitud y Dirección del Campo La  dirección de la intensidad del campo eléctrico  E en un punto en el espacio es la misma...
Interacciones de dos cargas Considérese una carga Q fija en una determinada posición . Si se coloca otra carga q en un pun...
Líneas de fuerza  <ul><li>El número de líneas de fuerza que parten de una carga positiva o llegan a una negativa es propor...
Cálculo de la intensidad  de campo eléctrico Intensidad de campo eléctrico de la  Ley de   Coulomb : k = 9  x  10 9  N·m 2...
Líneas de campo eléctrico Las  líneas de campo eléctrico  son líneas imaginarias trazadas de tal manera que su dirección e...
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN S I S T E M A  D I S C R E T O La intensidad del campo eléctrico en un punto debido a un sistem...
Campo eléctrico producido por una distribución discreta de cargas Para determinar el campo eléctrico producido por un conj...
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN S I S T E M A  C O N T I N U O • r En un sistema continuo, la carga se distribuye en un volumen...
EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DISTRIBUCIÓN CONTINUA DE CARGAS Si se dispone de una distribución lineal continua de ...
EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DISTRIBUCIÓN CONTINUA DE CARGAS Si la distribución continua de carga que se considera...
REPASO DE CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL CAMPO ELÉCTRICO
117. Figura 21.18 Campos eléctricos de una carga puntual positiva y    de una carga puntual negativa
118. Figura 21.29 Líneas de campo eléctrico para tres diferentes    distribuciones de carga
119. Figura 22.2 Campo eléctrico sobre la superficie de cajas que      contienen cargas
120. Figura 22.4 Campo eléctrico sobre la superficie de cajas que      contienen cargas
121. Figura 22.6 Flujo eléctrico a través de superficies con varias    orientaciones
122. Figura 22.12 Cálculo del flujo eléctrico que pasa a través de una    superficie no esférica
123. Figura 22.23 Cálculo del campo eléctrico dentro de un conductor    con carga
124. Figura 23.3 Una carga positiva que se desplaza en un campo    eléctrico
125. Figura 23.7 Una carga negativa que se desplaza en un campo    eléctrico
126. Figura 23.12 Relación entre la dirección del movimiento en un    campo eléctrico y el signo de la carga potencial
127. Figura 23.24 Curvas equipotenciales y líneas de campo eléctrico    para tres distribuciones de carga
128. Figura 23.25 Cuando las cargas están en reposo, una superficie    conductora siempre es una superficie equipotencial ...
Ley de Gauss La intensidad de campo eléctrico en el centro de una esfera imaginaria está dada por: La  permisividad del es...
Aplicaciones de la ley de Gauss La  densidad de carga  es la carga por  unidad de área  de una superficie:
Conceptos clave  <ul><li>Campo eléctrico </li></ul><ul><li>Intensidad del campo eléctrico </li></ul><ul><li>Líneas de camp...
Resumen de ecuaciones   0 12 2 2 1 4 8 85 10      k C N m . /
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Capítulo II (31) de Física II - Campo Eléctrico - Definitivo

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  1. 1. Capítulo II El campo eléctrico
  2. 3. El campo eléctrico <ul><li>El Concepto de Campo Eléctrico </li></ul><ul><li>Campo Eléctrico Producido por una Carga Puntual </li></ul><ul><ul><li>Magnitud y Dirección del Campo Eléctrico </li></ul></ul><ul><li>Líneas de Campo Eléctrico </li></ul><ul><li>Cálculo de la Intensidad del Campo Eléctrico </li></ul><ul><li>Principio de Superposición en Campos Eléctricos </li></ul><ul><li>Sistema Discreto </li></ul><ul><li>Sistema Continuo </li></ul><ul><li>Repaso de Conceptos Fundamentales del Campo Eléctrico </li></ul><ul><li>Ley de Gauss </li></ul><ul><li>Aplicaciones de la ley de Gauss </li></ul>
  3. 4. El Concepto de Campo Eléctrico El campo eléctrico es el conjunto de propiedades de una región del espacio donde las cargas eléctricas ejercen su influencia. Es decir, que cada carga eléctrica con su presencia, modifica las propiedades del espacio que la rodea. El campo eléctrico puede representarse, en cada punto del espacio, por un vector, usualmente simbolizado por la letra E y que se denomina Vector Intensidad del Campo Eléctrico
  4. 5. Magnitud y Dirección del Campo La dirección de la intensidad del campo eléctrico E en un punto en el espacio es la misma que la dirección en la cual una carga positiva se movería si se colocara en ese punto. La magnitud de la intensidad de un campo eléctrico E es proporcional a la fuerza ejercida en el punto con carga q. Campo Eléctrico Producido por una Carga Puntual + +q E - +q E
  5. 6. Interacciones de dos cargas Considérese una carga Q fija en una determinada posición . Si se coloca otra carga q en un punto P1, a cierta distancia de Q, aparecerá una fuerza eléctrica actuando sobre q.
  6. 7. Líneas de fuerza <ul><li>El número de líneas de fuerza que parten de una carga positiva o llegan a una negativa es proporcional a la carga. </li></ul><ul><li>Las líneas de fuerza se dibujan simétricamente saliendo de la carga puntual positiva o entrando en la carga puntual negativa. </li></ul><ul><li>Las líneas de fuerza empiezan o terminan solamente en las cargas. </li></ul><ul><li>La densidad de líneas es proporcional a la intensidad de campo eléctrico. </li></ul><ul><li>El campo E es tangente a las líneas de fuerza F. </li></ul><ul><li>Las líneas de fuerza no se cortan nunca (unicidad del campo). </li></ul>DIPOLO ELÉCTRICO
  7. 8. Cálculo de la intensidad de campo eléctrico Intensidad de campo eléctrico de la Ley de Coulomb : k = 9 x 10 9 N·m 2 /C 2 Cuando más de una carga contribuye con el campo, el campo resultante es la suma vectorial de las contribuciones de cada carga:
  8. 9. Líneas de campo eléctrico Las líneas de campo eléctrico son líneas imaginarias trazadas de tal manera que su dirección en cualquier punto es la misma que la dirección del campo eléctrico en ese punto. La dirección de la línea de campo en cualquier punto es la misma que la dirección en la cual una carga positiva se movería si estuviera colocada en ese punto. La separación entre las líneas de campo debe ser tal que estén más cerca cuando el campo es fuerte y más lejos cuando el campo es débil.
  9. 10. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN S I S T E M A D I S C R E T O La intensidad del campo eléctrico en un punto debido a un sistema discreto de cargas es igual a la suma de las intensidades de los campos debidos a cada una de ellas
  10. 11. Campo eléctrico producido por una distribución discreta de cargas Para determinar el campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales se calcula el campo debido a cada carga en el punto dado como si fuera la única carga que existiera y se suman vectorialmente los mismos para encontrar el campo resultante en el punto. En forma de ecuación:
  11. 12. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN S I S T E M A C O N T I N U O • r En un sistema continuo, la carga se distribuye en un volumen  determinado
  12. 13. EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DISTRIBUCIÓN CONTINUA DE CARGAS Si se dispone de una distribución lineal continua de carga, el campo producido en un punto cualquiera puede calcularse dividiendo la carga en elementos infinitesimales dq . Entonces, se calcula el campo d E que produce cada elemento en el punto en cuestión, tratándolos como si fueran cargas. La magnitud de d E está dada por: El campo resultante en el punto se encuentra, entonces, sumando; esto es, integrando las contribuciones debidas a todos los elementos de carga, o sea:
  13. 14. EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DISTRIBUCIÓN CONTINUA DE CARGAS Si la distribución continua de carga que se considera tiene una densidad Despejando tenemos que: El campo eléctrico será:
  14. 15. REPASO DE CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL CAMPO ELÉCTRICO
  15. 16. 117. Figura 21.18 Campos eléctricos de una carga puntual positiva y de una carga puntual negativa
  16. 17. 118. Figura 21.29 Líneas de campo eléctrico para tres diferentes distribuciones de carga
  17. 18. 119. Figura 22.2 Campo eléctrico sobre la superficie de cajas que contienen cargas
  18. 19. 120. Figura 22.4 Campo eléctrico sobre la superficie de cajas que contienen cargas
  19. 20. 121. Figura 22.6 Flujo eléctrico a través de superficies con varias orientaciones
  20. 21. 122. Figura 22.12 Cálculo del flujo eléctrico que pasa a través de una superficie no esférica
  21. 22. 123. Figura 22.23 Cálculo del campo eléctrico dentro de un conductor con carga
  22. 23. 124. Figura 23.3 Una carga positiva que se desplaza en un campo eléctrico
  23. 24. 125. Figura 23.7 Una carga negativa que se desplaza en un campo eléctrico
  24. 25. 126. Figura 23.12 Relación entre la dirección del movimiento en un campo eléctrico y el signo de la carga potencial
  25. 26. 127. Figura 23.24 Curvas equipotenciales y líneas de campo eléctrico para tres distribuciones de carga
  26. 27. 128. Figura 23.25 Cuando las cargas están en reposo, una superficie conductora siempre es una superficie equipotencial (  = líneas de campo eléctrico)
  27. 28. Ley de Gauss La intensidad de campo eléctrico en el centro de una esfera imaginaria está dada por: La permisividad del espacio libre se define por: Ley de Gauss: El número total de líneas de fuerza eléctrica que cruzan cualquier superficie cerrada en una dirección hacia afuera es numéricamente igual a la carga total neta contenida dentro de esa superficie.   0 12 2 2 1 4 8 85 10      k C N m . /
  28. 29. Aplicaciones de la ley de Gauss La densidad de carga es la carga por unidad de área de una superficie:
  29. 30. Conceptos clave <ul><li>Campo eléctrico </li></ul><ul><li>Intensidad del campo eléctrico </li></ul><ul><li>Líneas de campo eléctrico </li></ul><ul><li>Principio de Superposición de Campos eléctricos </li></ul><ul><li>Permisividad </li></ul><ul><li>Densidad de carga </li></ul><ul><li>Ley de Gauss y Densidad de Carga </li></ul><ul><li>Superficie Gaussiana </li></ul>
  30. 31. Resumen de ecuaciones   0 12 2 2 1 4 8 85 10      k C N m . /
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