UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA CARGAS Y CAMPO ELECTRICO POR: SAUL RICARDO TARAZONA 200921 MIGUEL SANCHEZ ROJAS 200915 G12NL15

Tema 1. Cargas y Campo Eléctrico La carga eléctrica y sus propiedades Ley de Coulomb Campo eléctrico de una carga puntual Principio de superposición Líneas de campo eléctrico de una carga puntual y de una distribución de cargas

Electromagnetismo Electricidad (pedazo de ámbar frotado atrae pedazos de paja). Magnetismo (piedras (magnetitas) atraen al hierro). En 1820 Hans Cristian Oersted observó una relación entre ambos. La corriente eléctrica en un alambre puede afectar la aguja magnética de una brújula.

Cargas Eléctricas Peine que atrae pedazos de papel. Vidrio frotado con seda. Caucho frotado con piel. Globo inflado frotado con lana. Tipos de Cargas: Positivas y Negativas. Cargas iguales se repelen. Cargas diferentes se atraen. En el SI se expresan en Coulomb [C].

1, 2 y 3 son semillas previamente cargadas. Es correcto afirmar: Aislante 2 1 3 Aislante 2 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 2 3 Aislante 1 2 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.

Clasificación de los Materiales Conductores - materiales en los cuales las cargas eléctricas se mueven con libertad (metales, cuerpo humano, la tierra). Aislantes o dieléctricos - las cargas se mueven con dificultad (vidrio, caucho, plásticos, maderas). Semiconductores - materiales que pueden aumentar la movilidad de las cargas bajo determinadas condiciones (silicio, germanio).

El Electroscopio

Carga por Inducción

Contacto a Tierra

La Carga Eléctrica

Portadores de cargas eléctricas me ~ mp/1800, me= 9.1 * 10-31 kg, Radio átomo hidrógeno ~ 10-10 m Radio núcleo ~10-15 m e= 1.6 *10-19 C Modelo de Rutherford del Átomo

Balanza de Torsión de Coulomb

Fuerza Eléctrica (F) Es inversamente proporcional al cuadrado de la separación, r, entre las dos partículas y está dirigida a lo largo de la línea que las une. Es proporcional al producto de las cargas. La fuerza es atractiva si las cargas son de signos opuestos y repulsiva si tienen el mismo signo. En el SI se expresa en Newton [N].

Ley de Coulomb

Distribución de cargas

Dos partículas con cargas de igual magnitud pero signo opuesto se colocan sobre el eje X a la misma distancia del origen. Se coloca una tercera partícula con carga positiva, sobre el eje Y. La fuerza neta sobre la tercera partícula está orientada hacia: +X – X A lo largo de Y Hacia la partícula 1 En otra dirección Fuerza Eléctrica

En el arreglo de cargas que muestra la figura, la dirección de la fuerza resultante sobre la carga q’ es: De O hacia A De O hacia C De O hacia B De O hacia D Ley de Coulomb

Principio de Superposición q1 q2 r1 r2 qO

Campo Eléctrico

Campo Eléctrico El vector campo eléctrico E en un punto del espacio se define como la F que actúa sobre una carga de prueba positiva situada en ese punto dividida por la magnitud de la carga q0. Se expresa en [N/C]. El sentido del E va a depender del signo de la carga.

Representación por Medio de Líneas de Campo 1. Las líneas se originan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas. 2. El número de líneas es proporcional al valor de la carga. 3. La densidad de líneas es proporcional al valor del campo. 4. El campo eléctrico es tangente a la línea de campo.

Líneas de Campo Eléctrico

Campo Eléctrico de un Dipolo

Líneas de Campo Eléctrico de un Dipolo

Líneas de Campo Eléctrico de Dos Cargas Positivas

Líneas de Campo Eléctrico de Dos Cargas

Anillo Cargado Uniformemente