El campo eléctrico
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El campo eléctrico El campo eléctrico Capítulo 24 Física Sexta edición Paul E. Tippens El concepto de campo El concepto de campo Cálculo de la intensidad de campo Cálculo de la intensidad de campo eléctrico eléctrico Líneas de campo eléctrico Líneas de campo eléctrico Ley de Gauss Ley de Gauss Aplicaciones de la ley de Gauss Aplicaciones de la ley de Gauss
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El campo eléctrico. Capítulo 24 Física Sexta edición Paul E. Tippens. El concepto de campo Cálculo de la intensidad de campo eléctrico Líneas de campo eléctrico Ley de Gauss Aplicaciones de la ley de Gauss. E. E. +q. +. +q. -. El concepto de campo. - PowerPoint PPT Presentation
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El campo eléctricoEl campo eléctrico
Capítulo 24Física Sexta edición Paul E. Tippens
Capítulo 24Física Sexta edición Paul E. Tippens
El concepto de campoEl concepto de campo Cálculo de la intensidad de campo eléctricoCálculo de la intensidad de campo eléctrico Líneas de campo eléctricoLíneas de campo eléctrico Ley de GaussLey de Gauss Aplicaciones de la ley de GaussAplicaciones de la ley de Gauss
El concepto de campoEl concepto de campo
EF
qE
F
q
La La dirección de la intensidad del campo dirección de la intensidad del campo eléctrico eléctrico E en un punto en el espacio es la E en un punto en el espacio es la misma que la dirección en la cual una misma que la dirección en la cual una carga carga positiva positiva se movería si se colocara en ese se movería si se colocara en ese punto. punto.
La La magnitud de la intensidad de un magnitud de la intensidad de un campo eléctrico Ecampo eléctrico E es proporcional a la es proporcional a la fuerza ejercida en el punto con carga q.fuerza ejercida en el punto con carga q.
+++q
E
--+q
E
Cálculo de la intensidad Cálculo de la intensidad de campo eléctricode campo eléctrico
Intensidad eléctrica Intensidad eléctrica de la de la ley deley de CoulombCoulomb:: E
kQ
r 2
EkQ
r 2
k = 9 x 109 N·m2/C2k = 9 x 109 N·m2/C2
Cuando más de una carga contribuye Cuando más de una carga contribuye con el campo, el campo resultante con el campo, el campo resultante es la suma vectorial de las es la suma vectorial de las contribuciones de cada carga:contribuciones de cada carga:
EkQ
r 2
EkQ
r 2
Líneas de campo eléctricoLíneas de campo eléctrico
Las Las líneas de campo eléctrico líneas de campo eléctrico son líneas imaginarias son líneas imaginarias trazadas de tal manera que su dirección en cualquier punto trazadas de tal manera que su dirección en cualquier punto es la misma que la dirección del campo eléctrico en ese es la misma que la dirección del campo eléctrico en ese punto. punto.
La La dirección de la línea dirección de la línea de campo de campo en cualquier en cualquier punto es la misma que la punto es la misma que la dirección en la cual una dirección en la cual una carga positiva se carga positiva se movería si estuviera movería si estuviera colocada en ese punto.colocada en ese punto.
La La separación entre separación entre las líneas de campo las líneas de campo debe ser tal que estén debe ser tal que estén más cerca cuando el más cerca cuando el campo es fuerte y más campo es fuerte y más lejos cuando el campo lejos cuando el campo es débil.es débil.
Ley de GaussLey de Gauss
La intensidad de campo eléctrico en el centro La intensidad de campo eléctrico en el centro de una esfera imaginaria está dada por:de una esfera imaginaria está dada por: E
kq
r 2
Ekq
r 2
La La permisividad del espacio libre permisividad del espacio libre se define por:se define por:
0
12 2 21
48 85 10
kC N m. /
Ley de Gauss:Ley de Gauss:El número total de líneas de fuerza El número total de líneas de fuerza eléctrica que cruzan cualquier superficie eléctrica que cruzan cualquier superficie cerrada en una dirección hacia afuera es cerrada en una dirección hacia afuera es numéricamente igual a la numéricamente igual a la carga total netacarga total neta contenida dentro de esa superficie. contenida dentro de esa superficie.
N E A qn 0N E A qn 0
Aplicaciones de la ley de GaussAplicaciones de la ley de Gauss
La La densidad de carga superficial densidad de carga superficial es la carga por es la carga por unidad de área unidad de área de una superficie:de una superficie:
q
A
q
A
Densidad de carga:En ocasiones las cargas en un cuerpo están tan cercanas entre sí, que se puede suponer que están distribuidas de manera uniforme por el cuerpo del cual forman parte. La característica principal de estos cuerpos es la denominada densidad de carga. Se distinguen tres tipos de densidad de carga:
La La densidad de carga lineal densidad de carga lineal es la carga por es la carga por unidad de longitud unidad de longitud de una línea:de una línea: L
q Lq
La La densidad de carga superficial densidad de carga superficial es la carga por es la carga por unidad de unidad de volumen volumen de un Cde un Cuerpo sólidouerpo sólido:: V
q Vq
Conceptos clave Conceptos clave
• Campo eléctricoCampo eléctrico
• Intensidad del campo eléctricoIntensidad del campo eléctrico
• Líneas de campo eléctricoLíneas de campo eléctrico
• Permisividad Permisividad
• Densidad de cargaDensidad de carga
• Ley de GaussLey de Gauss
• Superficie gaussianaSuperficie gaussiana
• Cubeta de hielo de FaradayCubeta de hielo de Faraday
Resumen de ecuacionesResumen de ecuaciones
LqLq
EF
qE
F
q
EkQ
r 2
EkQ
r 2
Ekq
r 2
Ekq
r 2
0
12 2 21
48 85 10
kC N m. /
N E A qn 0N E A qn 0
q
A
q
A Vq
Vq
