Semana 6 - Campos electromagneticos - C.pdf

Campos

1. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS
Periodo 2025-A
Semana 6
Energía Electrostática
Conductores
Docente: Dr. Wilmer Edilberto Barreto Alferez
email: [email protected]
Aula 304, miércoles 14:00 –15:40
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA
ELÉCTRICA
1

2. Energía en campos electrostáticos
Paradeterminarlaenergíaenunconjuntodecargas,debemos
determinarlacantidaddetrabajonecesarioparareunirlas.
EnelSI,la??????
??????semideenJoules(J).
2W. Barreto

3. Enelcasodedistribucionescontinuasdecarga,tenemos
3W. Barreto
Energía en campos electrostáticos

4. Puestoque
Ladensidaddeenergía??????
??????en(J/m
3
)
Laenergíapuedeexpresarse
4W. Barreto
Energía en campos electrostáticos

5. Trescargaspuntualesde-1nC,4nCy3nCselocalizanen(0,0,0),(0,0,1)
y(1,0,0),respectivamente.Hallelaenergíadelsistema.
Solución
Ejercicio1
5W. Barreto

6. Corriente y densidad de corriente
Cargaseléctricasenmovimientoconstituyenunacorriente.
Lacorrienteatravésdeunáreadadaeslacargaeléctricaquepasaporesa
áreaporunidaddetiempo.Launidaddecorrienteeselampere(A).
Silacorriente∆??????fluyeatravésdeunasuperficie∆??????,ladensidadde
corrientees
LadensidaddecorrienteJesunvector,medidoenamperespormetro
cuadrado(A/m
2
).
6W. Barreto

7. Densidaddecorrientedeconvección
LacorrienteIeslacorrientedeconvecciónyueslavelocidaddederiva
(velocidaddearrastre).
Densidaddecorrientedeconducción
donde,??????eselectroneslibresporunidaddevolumen,??????eslacargadeun
electróny??????eslaconductividaddelconductor.
7W. Barreto
Corriente y densidad de corriente

8. Conductores
Unconductorperfectonopuedeconteneruncampoelectrostático.En
condicionesestáticassetiene,
a)Unconductoraisladobajolainfluenciadeuncampoaplicado.
b)Unconductortieneuncampoeléctricodeceroencondicionesestáticas.
8W. Barreto
dentro de un conductor

9. Conductores
SeaunconductordeseccióntransversaluniformebajouncampoE
aplicado
ExpresióndelaresistenciaR[Ω]
donde,??????
??????eslaresistividaddelmaterial,ℓeslalongitudy??????eslasección
transversal.
9W. Barreto

10. Conductores
Expresiónparalaresistenciacuandoloscamposnosonuniformes,
LapotenciaP(watts)eslarapidezdecambiodelaenergíaW.
Ladensidaddepotencia??????
??????(watts/m
3
)
Expresióndelapotenciaparaelcasodeconductordeseccióntransversal
10W. Barreto

11. Si ,calculelacorrientequepasapor
a)Uncascaronsemiesféricode20cmderadio,
b)Uncascaronesféricode10cmderadio
Solución
a)
Ejercicio2
11W. Barreto
??????

12. b)
Aquítenemos envezde y
Ejercicio2
12W. Barreto

13. Uncablede1mmdediámetroyconductividadde5×10
7
S/mposee10
29
electroneslibres/m
3
cuandoseaplicauncampoeléctricode10mV/m.
Determine:
a)Ladensidaddecargadeloselectroneslibres
b)Ladensidaddecorriente
c)Lacorrienteenelcable
d)Lavelocidaddederivadeloselectrones.Adoptelacargaelectrónica
??????=−1.6×10
−19
C
Solución
Ejercicio3
13W. Barreto
??????
??????=−????????????=−

14. Unabarradeplomo(??????=5×10
6
S/m)deseccióntransversalcuadrada
presentaunorificioalolargodesulongitudde4m,demaneraquesusección
transversalcorrespondealafigura.Encuentrelaresistenciaentrelosextremos
cuadrados.
Respuesta:973.87μΩ
Ejercicio4
14W. Barreto

15. Determinarlaresistenciadeunalambredecobredelnúmero16deunamilla
delongitudyundiámetrode0.0508pulgadas.
Utilizarlaconductividadde5.80×10
7
S/m
Respuesta:21.2Ω
Ejercicio5
15W. Barreto

16. ▪SadikuN.O., Elementos de electromagnetismo
▪Cheng K., Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería
▪HaytW., Teoría electromagnética
Sugerenciadeestudio
16W. Barreto