TEMA: ELECTROMAGNETISMO Índice general 2.Electrostática y El Campo Eléctrico en la materia 3.Corriente eléctrica continua 4.El Campo Magnético 5.Campo.

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1 TEMA: ELECTROMAGNETISMO Índice general 2.Electrostática y El Campo Eléctrico en la materia 3.Corriente eléctrica continua 4.El Campo Magnético 5.Campo electromagnético y radiación electromagnética. FISICA II 1

2 TEMA: ELECTROMAGNETISMO Índice general 2.Electrostática y El Campo Eléctrico en la materia 3.Corriente eléctrica continua 4.El Campo Magnético 5.Campo electromagnético y radiación electromagnética. Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas. Corrientes inducidas FISICA II 2

3 TEMA2: ELECTROSTÁTICA Índice general FISICA II 3 2.Electrostática a.Principios fundamentales b.El Campo Eléctrico c.Energía potencial de punto d.La función potencial El Campo Eléctrico en la materia a.Conductores cargados en equilibrio b.Condensadores 3.Corriente eléctrica continua 4.El Campo Magnético 5.Campo electromagnético y radiación electromagnética.

4 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 4

5 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 5 Midiendo las fuerzas podemos comparar las cargas en magnitud

6 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 6

7 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 7 Este principio establece que: “La carga esta cuantificada”. Existe una carga mínima o quantum de electricidad que es la carga negativa que posee el electrón o la positiva del protón. No se encuentran fracciones de esta.

8 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 8

9 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 9 Las fuerzas eléctricas, a diferencia de las gravitacionales, dependen del medio en el que actúan

10 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 10 La fuerza sobre una carga en reposo debida a otras también fijas actuando simultáneamente, es igual a la suma vectorial de las fuerzas ejercida por cada una de ellas actuando por separado como si las demás no existiesen

11 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 11

12 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA El campo eléctrico FISICA II 12

13 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 13 Campo eléctrico producido por una carga puntual

14 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 14

15 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 15 Líneas de fuerza

16 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 16 Flujo de un campo electrostático

17 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 17

18 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 18 El campo electrostático es un campo vectorial por ello debemos estudiar: -Valor del flujo del campo a través de una superficie cerrada -Valor de su circulación -Etc. Estos proporcionan las ecuaciones fundamentales de la electrostática

19 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 19 Teorema de Gauss Demostración: Consideremos una carga puntual q y calculemos E a través de una esfera de radio r. El campo es: Es un campo radial. El flujo es:

20 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 20 El flujo es:

21 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 21

22 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 22

23 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 23 En el caso de tener una distribución de cargas en el interior, el flujo electrostático a través de la carga q i es: Aplicando el principio de superposición: Donde Q es la carga total interior de la superficie A

24 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 24 Quedando demostrado que la carga Q que aparece en el Teorema de Gauss es la que esta dentro de la superficie cerrada

25 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 25

26 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 26 Expresión diferencial del Teorema de Gauss

27 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 27 Igualando Gauss a la ec. anterior:

28 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 28 Como la carga esta uniformemente distribuida:

29 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 29

30 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 30

31 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 31

32 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 32 Para una dimensión:Para tres dimensiones:

33 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 33 Calculando el W que se realiza al mover q’ de 1 a 2 en presencia de q habremos medido la diferencia de energía potencial entre dos puntos

34 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 34

35 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 35 Teniendo en cuenta que las contribuciones de U se suman escalarmente:

36 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 36

37 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 37 Teorema de las fuerzas vivas E es la energía mecánica total

38 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 38

39 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA Principios fundamentales FISICA II 39

40 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 40

41 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 41

42 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 42

43 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 43 En el caso particular en el que el campo eléctrico es uniforme podemos escribir que:

44 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 44 Las superficies equipotenciales se cortan normalmente con las líneas de campo Propiedades: 1.Las superficies equipotenciales no se cortan 2.En el interior de una superficie equipotencial cerrada de potencial no nulo existe necesariamente carga neta no nula

45 TEMA 2: ELECTROSTÁTICA La función potencial del campo electrostático FISICA II 45

46 TEMA: ELECTROMAGNETISMO Índice general FISICA II 46 2.Electrostática a.Principios fundamentales b.El Campo Eléctrico c.Energía potencial de punto d.La función potencial El Campo Eléctrico en la materia a.Conductores cargados en equilibrio b.Condensadores 3.Corriente eléctrica continua 4.El Campo Magnético 5.Campo electromagnético y radiación electromagnética. Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas. Corrientes inducidas

47 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 47 La clasificación no es perfecta: No existen conductores ni dieléctricos perfectos. Hay materiales que no se sabe a qué grupo pertenecen y se llaman semiconductores. CONDUCTOR IDEAL: se define para exponer de forma sencilla el estudio de situaciones en los conductores. Lo suponemos rígido y en su interior las cargas pueden moverse libremente

48 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 48

49 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 49 Para que la carga q permanezca en reposo, E debe ser perpendicular a la superficie del conductor. No debe tener componente tangencial.

50 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 50 E E E

51 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 51

52 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 52

53 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA FISICA II 53 Conductores cargados en equilibrio

54 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA FISICA II 54 Conductores cargados en equilibrio

55 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 55

56 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 56

57 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 57

58 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 58

59 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Conductores cargados en equilibrio FISICA II 59

60 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 60

61 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 61 La capacidad esta influenciada por la naturaleza y posición de los cuerpos que le rodean. No es exclusivamente intrínseca del cuerpo.

62 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 62

63 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 63 Demostración capacidad condensador: Si σ es constante Ángulo entre E y dr es cero por lo que el coseno es 1

64 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 64

65 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 65

66 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 66

67 TEMA 2: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA Condensadores FISICA II 67