CAMPO ELECTRICO Unidad: Intensidad de una partícula con carga. LIC. SUJEY HERRERA RAMOS

Objetivos: Identificar el campo eléctrico, propio de las cargas electrostáticas. Diferenciar entre carga generadora y carga puntual. Definir y caracterizar la intensidad de campo eléctrico. Diferenciar entre campo eléctricos variables y uniformes. Identificar fórmulas para calcular campo eléctrico, unidad SI y problemas de simple solución.

CAMPOS Fue Michael Faraday ( ) quien introdujo la noción de campo en la física para poder explicar la interacción a distancia

Una partícula con carga eléctrica Q, llamada carga generadora, produce un campo eléctrico a su alrededor. Es una magnitud vectorial que tiene la misma dirección y sentido que la fuerza actuando sobre q0, llamada Intensidad de campo eléctrico (campo eléctrico). En ese punto, el campo eléctrico corresponde a la fuerza eléctrica por unidad de carga. Este campo se puede detectar si colocamos una pequeña carga de prueba positiva de magnitud q 0 en el punto del espacio donde se desea medir el campo eléctrico.

INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO Donde se obtiene según la ley de Coulomb, q 0 es la carga de prueba suficientemente pequeña, por lo que su campo eléctrico es despreciable respecto al de la carga Q (como el campo gravitacional de una manzana respecto al de la Tierra). La unidad de medida de la intensidad del campo eléctrico en el SI es N/C. Es importante notar que el campo eléctrico no depende de la presencia ni del valor de la carga de prueba, es una propiedad del espacio que rodea a la carga generadora Q.

LA LEY DE COULOMB, SEÑALA QUE LA FUERZA DE INTERACCIÓN ENTRE DOS CARGAS ELÉCTRICAS ES: LA INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO ESTÁ DADA POR: AL UNIR LAS DOS FÓRMULAS ANTERIORES, SE OBTIENE:

La expresión nos dice que la intensidad del campo generado por una carga puntual disminuye con el cuadrado de la distancia desde la carga. Cualquier campo eléctrico que varíe con la distancia se denomina campo eléctrico variable, y su intensidad solo depende de la carga generadora y de la distancia entre esta y el punto del espacio donde se calcula, independiente de que haya o no una carga de prueba en ese punto. Si se quiere determinar el campo eléctrico sobre un punto del espacio debido a la acción de varias cargas generadoras, el campo neto resultante corresponde a la suma vectorial de los campos producidos por cada una de las cargas.

Así como alrededor de una carga eléctrica se genera un campo variable, también existen los campos eléctricos uniformes, que tienen la misma magnitud, dirección y sentido en todos los puntos del espacio, independiente de la distancia. Campos eléctricos uniformes Un ejemplo de ello ocurre con un par de placas planas y paralelas electrizadas con cargas de signo contrario y separadas por una distancia pequeña (pequeña en relación con las dimensiones de las placas). Solo en los bordes de las placas se aprecia una distorsión del campo eléctrico.

Blindaje electrostático En un cuerpo conductor, las cargas se distribuyen sobre su superficie, de tal forma que anulan el campo eléctrico en su interior. Esta distribución de cargas en un conductor se conoce como blindaje electroestático y se cumple aun cuando el conductor sea hueco. La dirección del campo eléctrico exterior es perpendicular a la superficie.

De esta forma se explica que algunos componentes electrónicos estén al interior de cajas metálicas o la recomendación de permanecer en un automóvil en caso de una tormenta eléctrica. También se produce el efecto de blindaje en conductores cuya superficie no es continua (una jaula, por ejemplo), lo que fue demostrado por Faraday al introducirse con un electroscopio en una jaula electrizada. Al comprobar que en el interior de la jaula las láminas de electroscopio no experimentaban movimiento, Faraday concluyó que el campo era nulo.

Una carga eléctrica de + 1 μC, genera un campo eléctrico. Calcular la intensidad de campo eléctrico en cada uno de los puntos señalados. Actividad: 1)¿Qué sucede con el campo eléctrico a medida que nos alejamos de la carga eléctrica? 2)Realice un gráfico E vs d. ¿Qué curva obtuvo? 3)Señale al menos una conclusión de su trabajo.

EJERCICIO: * ¿ Cual es la intensidad del campo eléctrico a una distancia de 2 cm de una carga de -12 uc ?