Física 2 electricidad, Exercícios de Física

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CAMPO ELECTRICO

LIC. DOUGLAS FIDEL ALVARADO PAIVA. M. Sc

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE CIENCIAS

AREA DE FISICA

Semana 02

Carga puntual

Una carga puntual es una carga eléctrica hipotética (concepto ideal), de magnitud finita, contenida

en un punto geométrico carente de toda dimensión.

Ya que el punto no tiene volumen, superficie ni longitud, la densidad (lineal, de superficie o

volumétrica) de una carga puntual de magnitud finita es infinita; así que las cargas puntuales no

existen en realidad.

Carga de prueba

o

q

Una es una carga eléctrica muy pequeña, siempre positiva, de tal manera que no

afecta las propiedades del espacio que la rodea.

Si se quiere una referencia podría ser por ejemplo, el electrón, cuyo radio es inmensamente

pequeño comparado con las distancias de las órbitas atómicas.

o

q

No se manifiesta interacción alguna, es

decir, la carga de prueba esta fuera del

campo eléctrico

0

F

E

q

→

→

=

E

→

→

E

o

q

→

F

q

X

P

r

u

siempre debe ser muy pequeña, caso

contrario alteraría el campo eléctrico

0

q

E

o

o

q

F

E

q

→

→

→

=

0

lim

LINEAS DE CAMPO ELECTRICO

Las líneas de fuerza

o de campo son

tangentes al campo

eléctrico

+

-

.

P

o

q

→

1

E

→

2

E

→

E

. Q

o

q

→

1

E

→

2

E

→

E

campo eléctrico constante

- - - - - - - - - d

A B C

E E E

→ → →

= =

d  E = cte

→

:

Es aquel que su magnitud y dirección

son las mismas a lo largo del tiempo en

puntos especifico del espacio.

.

A

.

B

.

c

1

E

2

E

q

VECTOR UNITARIO DE DIRECCION

→

F

→

r



r

F F 

→ →

=

Vector de modulo igual a la unidad, que sirve para indicar la dirección de un

vector. Este vector unitario puede ser colineal o paralelo al vector principal.

r

CAMPO ELECTRICO DEBIDO A UNA DISTRIBUCION

DE CARGA CONTINUA

P

Q

dq

o

q

dF

dF

dE

2

r

dq

dE = K

 

2

r

dq

dE K



=

2

r

dq

E K

→ →



=

r

r

dq

E K 

2

→

r



2

r

q

E

d

k



→ →

r → f q ( )

DIPOLO ELECTRICO

esta compuesto por dos cargas iguales y de signo contrario, separadas una

pequeña distancia. En el dipolo se puede identificar un vector llamado

“momento del dipolo” , el cual siempre esta dirigido de la carga negativa hacia

la positiva.

→

P

q q

2 a 

→

P

P = q 2 a

a

P q 2 a 

→

a



SUPERFICIES CERRADAS

Cilindro hueco

(cascaron cilíndrico)

esfera hueca

(cascaron esférico)

SUPERFICIES ABIERTAS

Superficie abierta (curva)

Superficie abierta (plana)

En el caso en que la superficie no es perpendicular al campo, se tiene:

cos

E

 = EA 

'

E

 = EA



A

E

'

A

'

A = A cos 

s

3

s

1

E

;las líneas salen de la superficie.

s

2

s

1

s

4

s

2

E

;las líneas entran a la superficie

s

3:

E

; no hay carga dentro de la superficie

s

4:  = 0

E

; encierra cargas iguales y opuestas

Consideremos el siguiente sistema de cargas:

Los S, son superficies

cerradas (cascarones)