fisica bachillerato: Electromagnetismo

El electromagnetismo Se dedica al estudio y unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Dentro del electromagnetismo, la electrostática se dedica al estudio de las fuerzas que tienen lugar entre cargas eléctricas cuando están en reposo.

ELECTROSTÁTICA

Carga positiva: se asignó este tipo de carga al vidrio cuando era frotado con un
trozo de lana.

Carga negativa: se asignó este tipo de carga al ámbar cuando era frotado con un
trozo de piel de gato

Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo cotrario se atraen.

La carga se conserva. En la electrización no se crea carga, solamente se transmite
de unos cuerpos a otros, de forma que la carga total permanece constante.

Las carga positiva reside en el protón, partícula que se encuentra en el núcleo de
los átomos.

Las carga negativa reside en el electrón, partícula que se encuentra en la
corteza de los átomos.

Los cuerpos adquieren carga positiva porque sus átomos han perdido electrones,
que han pasado al cuerpo que ha quedado cargado negativamente. Por tanto, son los
electrones los que se transfieren entre cuerpos que se electrizan

La carga eléctrica, que se simboliza como q o Q, se mide en Culombios (C)

se puede conocer la cantidad de electrones que ha perdido o ganado un cuerpo
cuya carga es de un culombio:

LEY DE COULOMB: FUERZAS ENTRE CARGAS

El valor de la fuerza con que se atraen o se repelen dos cargas puntuales
en reposo es directamente proporcional al producto de sus cargas e
inversamente proporcional al cuadrado de las distancia que las separa

EL CAMPO ELECTRICO

Se dice que existe un campo eléctrico en una región del espacio si una carga
de prueba en reposo, colocada en un punto de esa región, experimenta una
fuerza eléctrica.

Se define el vector campo eléctrico, , o intensidad de campo eléctrico en cualquier punto como la fueza eléctrica, , que actúa sobre la unidad de carga positiva colocada en ese punto.

.....................................................................................................

E......, es el vector intensidad de campo eléctrico creado por la
partícula cargada Q en un punto situado a una distancia r de
la misma. Su módulo se mide en N/C.

q....... es la carga de prueba positiva colocada a una distancia
r de la carga Q.

K............ es la constante electrostática.

r............. es el punto del espacio donde se está determinando la intensidad de campo eléctrico.
En este punto se considera que hay una unidad de carga positiva.

u ተ .................. es un vector unitario. Su dirección es la línea de unión entre Q y el punto del campo considerado y su sentido es desde Q hacia el exterior.
.......................................................................................................

El campo eléctrico es conservativo. esto implica que
·) El trabajo necesario para mover la carga q a lo largo de una línea cerrada es cero.
·) El trabajo necesario para mover la carga q entre dos puntos del campo creado por Q no depende del camino seguido sino de las posiciones de los puntos incial y final.
·) El campo conservativo eléctrico queda definido por dos magnitudes: la intensidad del campo eléctrico y el potencial eléctrico.

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN

(Intensidad de campo creado por un sistema de cargas puntuales)
Si en una región del espacio tenemos más de un cuerpo cargado, es decir, más de
una carga, la intensidad del campo eléctrico en un punto de dicha región será la suma
vectorial de las intensidades de campo eléctrico individuales de cada carga en dicho punto.
(El método de cálculo de la intensidad de campo eléctrico creado por un sistema de cargas en un punto es utilizar las componentes cartesianas)

ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA

La fuerza eléctrica es una fuerza central y, al igual que ocurre con la fuerza gravitatoria, es una fuerza conservativa.

Las fuerzas conservativas permiten definir una energía potencial, en este caso, eléctrica (Ep).

Para obtener la expresión de esta energía potencial procederemos como se hizo en
el caso de la energía potencial gravitatoria, es decir, determinaremos la expresión del
trabajo que realiza la fuerza eléctrica cuando una carga eléctrica cualquiera, q, se mueve
entre dos puntos A y B de un campo eléctrico qureado por una carga Q.

POTENCIAL ELECTRICO

El valor del potencial (V) en un punto se define como la energía potencial eléctrica que adquirirá la unidad de carga positiva situada en dicho punto.

DIFERENCIA DE POTENCIAL

LINEAS DE CAMPO ELECTRICO Y SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

A diferencia del campo gravitatorio donde el vector intensidad de campo siempre
va dirigido hacia el centro de la masa que crea en campo, en el campo eléctrico el sentido
de dicho vector depende del signo de la carga que crea el campo.

En las figura siguiente se representan las líneas de campo (también líneas de fuerza) de dos cargas eléctricas aisladas, una positiva y otra negativa.

-Cada línea indica el camino que seguiría una carga de prueba positiva situada en un punto de dicha línea.
- Cada línea representa la dirección y sentido de la intensidad de campo, no su valor.
- Normalmente, una mayor densidad de líneas de campo indica un valor mayor de la intensidad de campo.
- En el caso del campo eléctrico las líneas son abiertas, salen siempre de las cargas positivas y terminan en el infinito o en las cargas negativas.
- Las líneas se dibujan de manera que el número de ellas que salgan de una carga positiva o entren en una carga negativa sea proporcional a dicha carga.
- Las líneas de campo no pueden cortarse una a otras, pues un punto de corte indicaría que existen dos vectores intensidad de campo distintos en dicho punto.
- Si el campo es uniforme, las líneas de campo son rectas paralelas.