Campo Eléctrico y Potencial Eléctrico Marzo de 2012 Prof.: Lorena Céspedes

Líneas de campo eléctrico El concepto de líneas de campo (o líneas de fuerza) fue introducido por Michael Faraday (1791-1867). 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:

Otro ejemplo de campo eléctrico, observen las diferencias en las líneas de campo. ¿Cuál carga es mayor?

Propiedades de las líneas de campo El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto. 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. El número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional a dicha carga. La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico en dicho punto. Las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían dos vectores campo eléctrico distintos. A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual.

Potencial eléctrico, V

Energía Potencial, U La diferencia de potencial se mide en volt, por tanto podemos decir que en un campo eléctrico existe una diferencia de potencial de 1 volt cuando empleamos 1 joule para mover una carga de 1 culomb.

Ejercicio n°1: Fuerza eléctrica Ejercicio: Tres cargas puntuales se encuentran a lo largo del eje x, como se muestra en la fig. 23.8. La carga positiva q1 = 15μC. Esta en x = 2 m, la carga positiva q2 = 6 μC esta en el origen y la fuerza resultante que actúa sobre q3 es cero. ¿Cuál es la coordenada x de q3 ?

Ejercicios n°2: Conceptuales Establezca la distinción entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica Una carga negativa se mueve en dirección de un campo eléctrico uniforme. ¿La energía potencial de la carga aumenta o disminuye? Un campo eléctrico uniforme es paralelo al eje x. ¿En qué dirección puede desplazarse una carga en este campo sin que se haga ningún trabajo externo sobre la misma?

Ejercicios N°3: Potencial, energía y más… Determine el potencial eléctrico a 9cm de un cuerpo puntual cuya carga eléctrica es de -9µC. ¿Qué potencial existe en un punto de un campo eléctrico si el campo tuvo que efectuar un trabajo de 0,24 J para trasladar una carga de 8μC desde ese punto hasta el infinito? Calcular el potencial eléctrico en el punto medio entre dos cargas separadas 6 m en el aire cuando las cargas son 10-8y -10-8C Si tenemos una carga Q1=100 nC, en el vacío, situada en un punto de coordenadas (2,0); calcular potencial eléctrico que se origina en el punto de coordenadas (0,2).

Referencias: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/fuerza_electr.html Libro de texto entregado. Ejercicios resueltos: http://fisica.usach.cl/~plananual/pdf/cap12_9_ejepotelectrico.pdf http://profe-alexz.blogspot.com/2010/10/potencial-electrico-problemas-resueltos.html http://redesformacion.jccm.es/aula_abierta/contenido/97/387/3068/ELE_U1_T1/14_potencial_elctrico.html