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campo eléctrico

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by

informatica segundo B

on 23 December 2014

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Transcript of campo eléctrico

campo eléctrico
Carmen Villalobos y Eva Aranda
Planteamiento
práctico
Def: es toda región del espacio afectada por la presencia de una carga.
Se representa en un modelo físico: ``Deformación Espacial ´´.

FUERZA ELéctrica
POTENCIAL ELÉCTRICO
INTENSIDAD DE CAMPO
energía potencial eléctrica
TRABAJO CON MAGNITUDES

Intensidad de Campo y Potencial
Fuerza eléctrica y Energía Potencial
Trabajo.
Definiciones

Principio de Superposición

Wab =- (EPf - EPi)
CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME
¿QUÉ ES?¿CÓMO SE OBTIENE?
ESTUDIO DE UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME
Características
Líneas de Campo
Superficies equipotenciales
Efecto sobre una carga
F = qE
Cuando una partícula cargada está en una región donde hay un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico.

Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el sentido del campo
Si la carga es negativa experimenta una fuerza en sentido contrario al campo

EFECTO DE UN CAMPO UNIFORME SOBRE UNA CARGA
SI ABANDONAMOS LA CARGA EN UN PUNTO DEL CAMPO
q+ se pondría en movimiento en la dirección y sentido del campo
q- se pondría en movimiento en dirección del campo pero en sentido contrario
SI LA CARGA ENTRA CON UNA VELOCIDAD CON LA MISMA DIRECCIÓN QUE EL CAMPO
V Y E CON EL MISMO SENTIDO
V Y E SENTIDO CONTRARIO
q+
q-
q+
q-
la carga acelera
la carga frena hasta detenerse
CAMPO ELÉCTRICO:
LA ELECTRICIDAD

La electricidad es una de las formas de energía más utilizadas en el mundo actual, empleándose para trabajos que van desde el simple encendido de la calefacción, hasta las operaciones más complejas que realiza un computador.
Es parte de nuestra vida diaria.

¿CÓMO SURGIÓ?

Unos 600 años A.C. los griegos descubrieron que al frotar una pieza de ámbar (resina fósil) con un paño de seda, el ámbar adquiría la propiedad de atraer hacia sí cuerpos pequeños tales como ramas, cenizas y cabellos. Alrededor del 1.600 D.C. se introdujo el término "electricidad" para describir este efecto, derivado de la palabra griega electrón, que significa ámbar.
carga testigo
carga fuente

CARACTERÍSTICAS:
Vectorial, Central, Newtoniano y Conservativo.
Tiene líneas de campo abiertas.
Verifica el principio de superposición.
Depende del medio (no universal)
Unidades: Newton (N)
Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo eléctrico es radial y saliente a dicha carga. Si es negativa es radial y entrante.
Cumple la ley de Newton.
(recordamos...)
Es una fuerza conservativa pues..
El trabajo realizado es independiente de la trayectoria.
Tiene asociada una Ep a través del gradiente o la derivada.
Pues las lineas de campo están orientadas hacia al centro y es en este punto donde se coloca la carga fuente.
El campo eléctrico cumple el principio de superposición, por lo que el campo total en un punto es la suma vectorial de los campos eléctricos creados en ese mismo punto por cada una de las cargas fuente.
Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas.
¿QUÉ SON?
Son líneas imaginarias que ayudan a visualizar cómo va variando la dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro del espacio. Indican las trayectorias que seguiría la unidad de carga positiva si se la abandona libremente, por lo que las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas:
k
3
Constante dieléctrica del medio
FÓRMULA:
LEY DE COULOMB: La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
Para demostrar la ley de coulomb hemos realizado estE experimentos:
Es la fuerza a la que se vería sometida la unidad de carga positiva al colocarla en dicho punto.
e
-
=f
-
/
q+1
=k
-
-
q
d
2
Se mide en N/c
SI LA VELOCIDAD ES PERPENDICULAR AL CAMPO o forma un ángulo
F= qE
Trayectoria parabólica dendiendo del signo

Estudio como tiro oblicuo
Existe la variacion de Energía Cinética
MODELO FÍSICO DEL "TOBOGÁN"
d
V
MODELO FÍSICO DEL "TOBOGÁN"
q V = mv
1
2
"si sometemos a una carga a una diferencia de potencial, le provocamos movimiento"
E =
V
d
LÍNEAS DE CAMPO O DE FUERZA
Al ser el campo eléctrico un campo vectorial de fuerzas, se puede representar mediante LÍNEAS DE CAMPO O DE FUERZAS que en cada punto son tangentes a la dirección de la intensidad de campo.
superficies equipotenciales
OTROS CONCEPTOS
" Lugares geométricos de todos los puntos del espacio que tienen igual potencial electroestático"
ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE CAMPO GRAVITATORIO Y electrostático
ANALOGÍAS
1. Son campos de fuerzas centrales, es decir, las líneas de fuerza pasan siempre por el foco creado por el campo.
2. Su valor es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentre el foco creador del campo.
3.Es directamente proporcional a la magnitud que crea el campo.
4. Ambos son campos conservativos.
5. Las Líneas de campo son de fuerza y tangentes en cada punto a la dirección del campo.
GRAVITATORIO
ELÉCTRICO
Así, la intensidad del campo eléctrico, o llamada más comúnmente campo eléctrico (de forma simplificada), se trata de un vector que tiene la misma dirección y sentido que la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga testigo positiva.
A
8
Q
+
Es el trabajo que habría que realizar para traer la unidad de carga + desde hasta dicho punto (A).
8
unidad: Voltios (J/C)
La energía potencial se puede definir como la capacidad para realizar trabajo que surge de la posición o configuración. En el caso eléctrico, una carga ejercerá una fuerza sobre cualquier otra carga y la energía potencial potencial surge del conjunto de cargas. Por ejemplo, si fijamos en cualquier punto del espacio una carga positiva Q, cualquier otra carga positiva que se traiga a su cercanía, experimentará una fuerza de repulsión y por lo tanto tendrá energía potencial.
EP= q * Va
S.I. : JULIOS (J)
¡¡¡EN VALOR ABSOLUTO!!!
2
Creado por masas
Creado por cargas
Siempre son fuerzas atractivas
Fuerzas atractivas y repulsivas
Es universal
Se ve afectado por el medio
Es más débil que el eléctrico
Es más fuerte el gravitatorio
Una masa en movimiento genera un campo idéntico a si se encuentra en reposo
Las cargas en movimiento además de campo eléctrico generan otro magnético. Esto no ocurre cuando la carga está en reposo.
NO ACABA AQUÍ...
PROPIEDADES DE LA CARGA ELÉCTRICA
Como ya hemos dicho la carga eléctrica tiene dos naturalezas o "signos" diferenciados, positiva y negativa. Ambas se producen por pérdida o ganancia de electrones; partículas atómicas de carga negativa. Como los electrones se pierden o se ganan en un número entero de partículas se dice que LA CARGA ESTÁ CUANTIZADA.
Como un electrón no pasa a ser positivo de repente, sino que siempre permanece negativo la carga en un sistema SIEMPRE SE CONSERVA.
LA CUANTIZACIÓN Y CONSERVACIÓN SON PROPIEDADES BÁSICAS DE CARGA ELÉCTRICA.
Se puede dotar de carga a cualquier sólido por frotamiento.
En siglos posteriores se descubre que la atracción inicial de pequeños cuerpos se convertía en repulsión al cabo de unos segundos de contacto, luego el fenómeno debía tener dos "naturalezas" y arbitrariamente a una se le llamó "positiva" y a la otra "negativa".
No es hasta finales del siglo XIX con las primeras teorías de la configuración atómica cuando se explica es¡l fenómeno, y así:
- Un cuerpo está cargado positivamente cuando tiene un "déficit" de electrones en los átomos que lo forman.
- Un cuerpo está cargado negativamente cuando tiene un "exceso" de electrones en los átomos que lo forman.
DIFERENCIAS
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