UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA CURSO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

ELECTROSTÁTICA

Propiedades Básicas Gravedad MASA Eléctrico CARGA ELÉCTRICA La carga eléctrica puede ser (+) o (-) tal que cargas del mismo signo se repelen y de signo contrario se atraen

Propiedades Básicas Atómicamente la menor estructura de la materia es el electrón portador de una carga e = - 1.6 x 10 C (en mks) -19 La materia es neutra: No. Electrones ~ No. Protones

Propiedades Básicas Átomo Molécula Materia e internos e de valencia Núcleos Materia e libres Moléculas La carga eléctrica total de un sistema aislado no varía

Propiedades Básicas La carga eléctrica puede ser (+) o (-) tal que cargas del mismo signo se repelen y de signo contrario se atraen Atómicamente la menor estructura de la materia es el electrón portador de una carga e = - 1.6 x 10 C (en mks) -19 La materia es neutra: No. Electrones ~ No. Protones La carga eléctrica total de un sistema aislado no varía

ALGUNAS APLICACIONES Precipitadores Pintura Electrostática y Pintura en Polvo Impresión Electrostática (Xerografía) Triboelectrificación Control y Transporte de Partículas Electricidad atmosférica (Pararrayos)

1, 2 y 3 son semillas previamente cargadas. Es correcto afirmar: Aislante 2 1 3 1, 2 y 3 son semillas previamente cargadas. Es correcto afirmar: a. 1 y 3 tienen carga del mismo signo b. 1 y 3 tienen carga de signo opuesto c. 1, 2 y 3 tienen carga del mismo signo d. Se necesitan más experimentos para deducir el signo de las cargas

1, 2 y 3 son pequeñas semillas. Es correcto afirmar: Aislante 1 2 3 1, 2 y 3 son pequeñas semillas. Es correcto afirmar: a. 1 y 3 tienen carga del mismo signo b. 1 y 3 tienen carga de signo opuesto c. 1, 2 y 3 tienen carga del mismo signo d. Se necesitan más experimentos para deducir el signo de las cargas

De acuerdo con su comportamiento eléctrico los materiales se clasifican en: 3 Aislantes (~1 e/cm ) : Dielectricos 10 12 Semiconductores (~ 10 -10 e/cm ) : Ge, Si, Grafito 3 23 3 Conductores (~ 10 e/cm ) : Metales Superconductores

POLARIZACION EN UN AISLANTE + + + Objeto cargado Polarización

ATRACCIÓN DE UN AISLANTE POR UN CUERPO CARGADO Cuerpo cargado Cuerpo cargado Cuerpo aislante Cuerpo aislante

INTERACCIÓN ENTRE DOS CARGAS PUNTUALES F = -F 12 21

FUERZA ENTRE DOS CARGAS PUNTUALES EN FUNCIÓN DE SU SEPARACIÓN q1 y q2 fijas r

1 k = 4 pe kq q 1 2 ^ F = - F = q q r 2 1 2 21 12 ^ r F = - F = r 21 LEY DE COULOMB 1 k = 4 pe kq q 1 2 ^ F = - F = q q r 2 1 2 21 12 ^ r F = - F = r 21 12 2 4 r pe

BALANZA DE COULOMB Esferas cargadas Escala

a. b. c. d. El diagrama que muestra de manera correcta la magnitud y la dirección de las fuerzas electrostáticas es: b. c. a. d. a. b. c. d.

I II F21 q1 q2 q2 q1 La magnitud de la fuerza F21 en el caso II, es: d. 4 F21 b. F21 e. Faltan datos c. 2 F21

+ + + + F Fo ro ro 2qo qo qo La magnitud de la fuerza F es: a. 2Fo d. 6Fo b. 3Fo e. Datos insuficientes c. 4Fo

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN q1 r1 qO r2 q2

q1 = q2 = q3 = q son cargas puntuales iguales q1 = q2 = q3 = q son cargas puntuales iguales. La fuerza neta sobre q3 está mejor descrita por:

La fuerza que la carga q ejerce sobre cualquier carga positiva que se coloque en el punto P está en la dirección: 4. Es necesario conocer el valor de la carga en P

Se quiere que la fuerza neta sobre una carga que se coloque en el punto P sea cero. El valor de esta carga debe ser: Y a. q d/2 b. -q X P q q c. 2q d d. -2q e. La fuerza sobre cualquier carga en P es cero

CAMPO ELÉCTRICO q: Fuente q : Prueba E = F q F F’ E = = q q’

CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL + -

El dipolo eléctrico de la figura origina un campo eléctrico. El vector que representa mejor el campo eléctrico en el punto P es: 1 2 Y P 3 5 4 q q X O d/2 d

Y P q q X O d/2 d

El dipolo eléctrico de la figura origina un campo eléctrico. El vector que representa mejor el campo eléctrico en el punto medio entre las dos cargas es: Y 2 q q 3 1 X O d/2 d

El campo eléctrico es tangente a la línea de campo. REPRESENTACIÓN DE LINEAS DE CAMPO Las líneas se originan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas. El número de líneas es proporcional al valor de la carga. La densidad de líneas es proporcional al valor del campo. El campo eléctrico es tangente a la línea de campo.

REPRESENTACIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL Representación por medio de vectores 2. Representación por medio de lineas de campo

LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO DE UN DIPOLO ELÉCTRICO

LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICODE DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE CARGA

Gracias por su atención.