FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico.

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1 FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico

2 Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico (5 horas) 1.1 Introducción 1.2 Fenómenos eléctricos. Carga eléctrica. Ley de Coulomb. 1.3 Concepto de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. 1.4 Principio de superposición. Campo eléctrico creado por una distribución continua de carga. 1.6 Carácter conservativo del campo eléctrico. Potencial electrostático y energía potencial electrostática

3 Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov -Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel -Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: -Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

4 campo eléctrico sobre el eje de un disco cargado uniformemente anillo de carga uniforme dQ

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7 líneas del campo eléctrico En una línea imaginaria trazada a través de la región del espacio de modo tal que su tangente en cualquier punto tenga la dirección del vector de campo eléctrico en ese punto.

8 interacción de un dipolo con el campo eléctrico partículas con momento dipolar en un campo eléctrico colocando

9 partículas cargadas entre dos placas cargadas

10 Osciloscopio

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12 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. En la lección anterior calculamos el campo eléctrico en un determinado punto de una configuración de carga (discreta y continua) ….. dipolo eléctrico línea con carga distribuida uniformemente

13 campo eléctrico sobre el eje de un anillo cargado uniformemente campo eléctrico sobre el eje de un disco cargado uniformemente dada una distribución de carga podemos determinar el campo eléctrico

14 conocemos el campo eléctrico podemos tener información sobre la carga que lo origina En este ejemplo particular, todo indica que el campo corresponde con una carga puntual.

15 Flujo de un vector Intentemos determinar el signo del flujo de un campo eléctrico de una carga puntual, la superficie es una caja imaginaria:

16 Colocamos dos cargas puntuales en cajas distintas, una carga es el doble de la otra …

17 Colocamos dos cargas puntuales de signo distinto en la misma caja … al menos, en el caso de que las cargas sean simétricas, el flujo es cero en el caso de que las cargas no estén colocadas de forma simétrica …..

18 Calculamos el flujo de una carga en la superficie de una esfera.

19 El flujo del campo eléctrico no depende del radio de la esfera.

20 Calculamos el flujo de una carga puntual en una superficie cerrada de forma irregular.

21 Calculamos el flujo de una carga puntual en una superficie cerrada de forma irregular (la carga se encuentra fuera del volumen originado) A las dos superficies (saliendo y entrando) les corresponde una misma esfera de proyección:

22 Teorema de Gauss El flujo del campo eléctrico total a través de una superficie cerrada es igual a la carga eléctrica total (neta) presente en el interior de la superficie, dividida entre ε 0. Carl Friedrich Gauss (1777-1855)

23 Recordemos algunos ejemplos del inicio de la lección.