campo y potencial
TRANSCRIPT
García Rosales José Alberto.
Rivera Castillo Felipe Eli.
Rodríguez Pérez Félix Alberto.
En el universo existen fuerzas de contacto, son aquellas producidas por cuerpos en movimiento estudiadas por las leyes del físico Isaac Newton; pero también existen fuerzas producidas por un enorme número de objetos que no están en contacto, éstas se rigen por las siguientes leyes:
Ley de Newton de la Gravitación Universal.
Ley de Coulomb de las fuerzas electrostáticas.
Ambas leyes demuestran que las fuerzas producidas por
grandes masas ( m ) o cargas eléctricas ( q ) dependen
de la distancia de separación entre ellas. Por lo tanto, al
aplicarlas es importante considerar ciertas propiedades
del espacio que las rodea.
Las fuerzas eléctricas como la gravitacional son ejemplos
de acción a distancia. Los físico interesados en el estudio de
este fenómeno difícil de explicar a simple vista, han
demostrado de manera experimental que la fuerza
gravitacional se ejerce de una masa a otra cercana, como se
puede constatar con todos los cuerpos que se encuentran
dentro del campo gravitacional de la tierra y de la misma
manera se puede aplicar este concepto a todos los objetos
cargados eléctricamente. El espacio que rodea a dicho objeto
cargado, se altera con la presencia de un campo eléctrico en
este espacio.
Campo eléctrico ( E ).-
Se define como:
CAMPO ELÉCTRICO ( E ).-
Es el espacio dentro del cual una carga eléctrica experimenta una fuerza
eléctrica.
INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO.-
Es el valor del cociente obtenido al dividir la fuerza F ejercida sobre un cuerpo de prueba colocado en un punto, sobre la cantidad de carga del cuerpo de prueba.
E = F/q E = Kq/r2
Donde:
E= intensidad del campo eléctrico ( N/C ).F = fuerza ( N ).q = carga ( C ).r = distancia ( m )
El campo eléctrico o intensidad de campo igual como la fuerza, es una cantidad vectorial, ya que, posee modulo, dirección y sentido.
El sentido del campo eléctrico en un punto, es el mismo que el de la
fuerza ejercida sobre una carga de prueba positiva colocada en el
punto. El campo eléctrico se le da la carga positiva y llega a la
negativa.
La dirección de la intensidad del campo eléctrico, es la misma de una carga positiva ( + q ) cuando se coloca en dicho punto.
CAMPO ELÉCTRICO.
El campo eléctrico es una propiedad asociada con el espacio que rodea a la carga eléctrica, es decir, que existirá siempre un campo eléctrico alrededor de un cuerpo cargado independientemente si se coloca o no una carga en el campo.
Si q es positiva, E y F tendrán la misma dirección; si q es negativa, la fuerza F será opuesta al campo E.
El campo alrededor de una carga positiva esta dirigido radialmente hacia afuera. Para una carga negativa está dirigido
hacia adentro de la carga.
1. Una carga de 2x10 C colocada en un campo eléctrico experimenta una fuerza de 8x10 N. ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de campo eléctrico?
-6
-4
DATOS
q = 2x10 CF = 8x10 NE = ?
FORMULA
E = F/q
DESARROLLO
E = 8x1O N/2x10 C-6
- 4-4 -6
R. E = 400 N/C
POTENCIAL EN UN PUNTO DE UN CAMPO
ELÉCTRICO
Es la razón de la energía de potencial de una carga de
prueba colocada en el punto con respecto al valor de la
carga.
VOLTAJE
Es el trabajo por unidad de carga realizado en contra de
las fuerzas eléctricas al traer una carga +q desde el
infinito a dicho punto.
Potencial = Energía potencial de la carga/carga de prueba = Fr/q = E r
2
V = E r = Kq/r
Donde:V = voltaje ó potencial ( V ).E = intensidad del campo eléctrico ( N/C ).r = distancia ( m ).K = constante de coulomb.q = carga eléctrica ( C ).
Potencial eléctrico en un punto situado a una distancia “r” de una carga.
El potencial es una cantidad escalar, ya que, la energía potencial es escalar.
Unidades del potencial:
V = Trabajo/Carga = Ergio/Coulomb = J/C = 1 Volt
VOLTIO
El potencial en un punto de un campo eléctrico es un voltio, si para traer una carga de un coulomb desde el infinito al punto venciendo las fuerzas del campo, es necesario realizar un trabajo de Joule.
EL POTENCIAL EN UN CAMPO
Se define en términos de una carga positiva. Esto es, que el potencial será negativo en un punto en el espacio que rodea a una carga negativa.
DIFERENCIA DE POTENCIAL
Es el trabajo por unidad de carga positiva realizado por fuerzas eléctricas para mover una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial hasta el punto de menor potencial ó es la diferencia de los potenciales de dichos puntos.
Matemáticamente:
VAB = VA-VB
VAB = diferencia de potencial entre las placas A y B ( V ).VA = voltaje en la placa A ( V ).VB = voltaje en la placa B ( V ).
1. Determinar la distancia entre dos placas metálicas paralelas si al aplicar una
diferencia de potencial de 100 Volts entre ellas se produce un campo eléctrico
de 700 V/m.
DATOS
E = 700 v/mV = 100 vr = ?
FORMULA
V = E r
DESARROLLO
r = V/E
r = 100V/700 V/m
R. r = 0.1428m
Por lo que entendemos el campo
eléctrico es el espacio dentro del cual
una carga eléctrica experimenta una
fuerza eléctrica.
Y el potencial eléctrico Es la razón de la
energía de potencial de una carga de
prueba colocada en el punto con
respecto al valor de la carga.
CAMPO Y POTENCIAL
Campo eléctrico Potencial
Es el espacio dentro del cual una
carga eléctrica experimenta una
fuerza eléctrica.
Es la razón de la energía de
potencial de una carga de
prueba colocada en el punto
con respecto al valor de la
carga.
E = F/q E = Kq/r2
V = E r = Kq/r