1.3 campo electrico carga puntual q (1)

:D

1. 1.3 Campo eléctrico
Concepto de campo eléctrico Concepto de campo eléctrico Esquemas de campo eléctrico

2. Campo eléctrico
La fuerza eléctrica ejercida por una carga
sobreotraesunejemplodefuerzaadistancia.
Suponga que una partícula cargada situada
enunpunto determinado se mueve
súbitamente. ¿Variaría instantáneamente la
fuerza ejercida sobre la segunda partícula
situadaaladistanciardelaprimera?Nose
tiene una respuesta convincente. Para evitar
este problema de la accióna distancia se
introduceelconceptodecampoeléctrico.

3. Campo eléctrico
Una carga crea uncampo eléctrico entodo el
espacio y este campo ejerce una fuerza sobre la
otra carga. La fuerza así ejercida porel campo
existe
en
la
posición
de
la
segunda
carga,
más
que
existe
en
la
posición
de
la
segunda
carga,
más
que
por la primera carga que se encuentra a una
cierta distancia. Los cambios del campo se
propaganatravésdelespacioconlavelocidadde
la luz,c. Así, si una se mueve súbitamente, la
fuerzaqueejercesobreotracargaaladistanciar
nosemodificahastaquetranscurreeltiempor/c.

4. Campo eléctrico
Campoeléctricoes la
regiónenelespacioen
donde
en
cada
punto
Expresiónque
permite calcular
el
vector
donde
en
cada
punto
sinexcepción
asociamos una fuerza
de origeneléctricoa
una carga que se
colocaendichopunto.







=
C
N
q
F
E
r
r
el
vector
intensidadde
campoeléctrico.

5. Campo eléctrico
Paraunacargapuntualq2
(por convenciónsiempre
positiva),
que
se
coloca



=
CN
qF
E
P
r
r
positiva),
que
se
coloca
enunpuntoP,alsustituir
laleydeCoulombenla
expresiónde Campo
Eléctricoproducidopor
lacargaq1,setiene:







×
=
C
N
rˆ
q
r
qq
ke E
2
2
2 1
P
r


C
q
2
P

6. Campo eléctrico
Porlotanto:



N
q
r







=
C
N
rˆ
rq
ke E
2
1
P
r

7. Esquemas de Campo Eléctrico
Engenerallosesquemasdecampotienen
lafinalidaddesimplificarlavisualización
de
la
configuración
de
un
campo
de
la
configuración
de
un
campo
cualquiera. La representaciónmás usual
es la que se realiza por mediode las
llamadaslíneasdecampoolíneasdeflujo
eléctrico.

8. Características de las líneas de
Campo Eléctrico
a)Ladireccióndecadalíneacoincideen
cadapuntoconladireccióndelcampo
eléctrico
.
eléctrico
.
b)Se dibujande tal manera que su
númeroesproporcionalalamagnitud
delcampoeléctrico.

9. Líneas de Campo Eléctrico
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/ht ml/contenido.html

10. Campo Eléctrico producido por
una carga puntual positiva

11. Campo Eléctrico producido por
una carga puntual negativa

12. Campo Eléctrico producido por
una carga puntual negativa

13. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de diferente signo

14. Campo Eléctrico producido
por dos cargas

15. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de diferente signo

16. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de diferente signo

17. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de diferente signo

18. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de diferente signo

19. Campo Eléctrico producido por
dos cargas de signos iguales.
http://wps.aw.com/aw_young_physics_11/0,8076,898593-,00.html

20. Ejemplo de cálculo de Campo
Eléctrico producido por una
carga puntual.
Determinar el campo eléctrico
en
el
punto
P
eléctrico
en
el
punto
P
(3,4) [m] debidoa la
presencia de la carga
q=10[uC] que se
encuentraenelorigen
delsistemacartesiano.

21. Ejemplo de cálculo de Campo
Eléctrico producido por una
carga puntual.

rˆ
rq
ke E
2 P
=
r








+ ´ ´ ´
=
-
5
jˆ4iˆ3
5
10 10 10 9
E
2
6 9
P
r
( )






+ =
C
N
jˆ 2880 iˆ 2160 E
P
r

22. Ejemplo de cálculo de Campo
Eléctrico producido por dos
cargas puntuales.
Determinar el campo
eléctricoenelpuntoP
(-2,4) [m] debido a la
presencia
de
la
carga
presencia
de
la
carga
q1=10 [uC] que se
encuentraenelorigen
de un sistema
cartesiano y de la
cargaq2=20[uC]con
coordenadas(4,5)[m]

23. Ejemplo de cálculo de Campo
Eléctrico producido por dos
cargas puntuales.

2P 1P P
E E Er
r
r
+
=

1
P
2
1
1
P
rˆ
rq
ke E=
r
1
P
2
1P
1
P
r









+
+ - ´
´=
-
16 4
jˆ4iˆ2
47.4
10 10
10 9 E
2
6
9
1P
r







+ -=
C
N
)jˆ 4023 iˆ5. 2011 ( E
1P
r

24. Ejemplo de cálculo de Campo
Eléctrico producido por dos
cargas puntuales.

2P 2
2P
2
2P
rˆ
r
q
ke E=
r


- - ´
´
=
-
jˆ1iˆ6 10 20
10
9
E
6
9
r

+
´
=
1 36 08.6
10
9
E
2
9
2P







- -=
C
N
)jˆ7.802 iˆ 4801 ( E
2P
r

25. Ejemplo de cálculo de
Campo Eléctrico producido
por dos cargas puntuales.
Realizando la suma algebraica de las
dos fuerzas se obtiene:






+ -=
C
N
)j
ˆ
3. 3220 i
ˆ
2. 6813 ( E
P
r

26. Ejercicios de Campo Eléctrico
producido por cargas
puntuales. Sedeseacalcular el vector
intensidaddecampoeléctricoen
elpuntoP(5,2)[cm]debidoala
presenciadelassiguientescargas.
Q1=5[μC](0,0)[cm],Q2=4[μC]
(-3,2) [cm] y Q3=-3[μC] (3,4)
[cm].

27. Ejercicios de Campo Eléctrico
producido por cargas
puntuales.

]
[
10
)
ˆ
7
.
29
ˆ
92
.
3
(
6
N
j
i
E
´
+
-
=
r

]
[
10
)
ˆ
7
.
29
ˆ
92
.
3
(
6
N
j
i
E
P
´
+
-
=

28. Ejercicios de Campo Eléctrico
producido por cargas
puntuales.
Determinar el campo eléctrico en el
punto A (4,3,0)
[cm] debido a la presencia de tres [cm] debido a la presencia de tres cargas puntuales:

], cm)[0,0,0(]C[ 10 5 q
6
1
-
´=

y]cm)[0,3,1(]C[ 10 3 q
6
2
-
´-=

]cm)[0,7,4(]C[ 10 4 q
6
3
-
´=

29. Ejercicios de Campo Eléctrico
producido por cargas
puntuales.
EA=(-15.5i-11.7j+0k)[MN/C] si A(4,3,0) [cm]
EA=(1.00i-1.67j+6.41k)[MN/C] si A(4,3,5) [cm]
Uso de los simuladores.
http:/wps.aw.com/aw_young_physics_11/0,80
76,898593-,00.html
Sobre todo el simulador de Excel.
Determinación del campo eléctrico

30. Campo eléctrico producido por
una carga puntual positiva q.
http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/EField/EField.html

31. Campo eléctrico producido por
una carga puntual negativa q.

32. Campo eléctrico producido
por dos cargas puntuales.

33. Campo eléctrico producido
por cinco cargas puntuales.

34. Campo eléctrico.
http://www.falstad.com http://www.falstad.com

35. Utilizaciones practicas del
campo eléctrico. Utilizaciónpráctica de cargas y
campos:MonitordeTV,impresoras
de
inyección
de
tinta,
pintura
de
inyección
de
tinta,
pintura
electrostáticadeautos,etc.

36. Selector de velocidades.
http://www.ieslaasuncion.org/fisicaquimica/fislets/campo4.html

37. Previo
Bajar de la página del Departamento de
Física en la DCB los archivos en PDF:
Campo debido a un segmento de línea Campo debido a un segmento de línea cargada.
Campo producido por un anillo circular.
Campo producida por una superficie
circular cargada.

39. Figuras de Lichtenberg

40. Aplicaciones del campo
eléctrico
Una de las aplicaciones de los conociemientos de electricidad y electrostática son las figuras de electricidad y electrostática son las figuras de Lichtenberg que dejando de lado su valor científico,
orientado sobretodo la observación y estudio del
comportamiento de determinados fenómenos de la
naturaleza, la calidad artística (o por lo menos
estética) de las figuras de Lichtenberg es indudable.

41. Campo eléctrico

42. Campos eléctricos pueden
elevar la calidad del vino.
Xin An Zenges un científico chino y hace una década atrás
decidió investigar que le sucedía a los vinos alterando con el uso
de campos eléctricos las uvas destinadas a la producción de éstos.
Zeng
y
su
equipo
descubrieron
que
un
campo
eléctrico
permite
Zeng
y
su
equipo
descubrieron
que
un
campo
eléctrico
permite
acelerar el proceso de envejecimiento de las uvas y
mejorar la
calidad de los vinos jóvenes.
Este proceso logra que el vino se
vuelva menos ácido y que los componentes desagradables salgan
del vino dejando un sabor más suave y delicado al paladar.
Igualmente,Zeng aclara que noentiende del todocómo es que un
campo eléctricoaltera el crecimiento de las uvas,pero se da
cuentaquesuinventofuncionayesoesloqueleinteresaenestos
momentos.

43. Campos eléctricos pueden
elevar la calidad del vino.

44. Bibliografía.
Gabriel A. Jaramillo Morales, Alfonso A. Alvarado
Castellanos.
Electricidad y magnetismo. Electricidad y magnetismo. Ed. Trillas. México 2003
Sears, Zemansky, Young,Freedman
Física Universitaria
Ed. PEARSON. México 2005