Intensidad campo electrico

1. El campo eléctrico
Clase 3
29/01/2013

2. El campo eléctrico
• La fuerza eléctrica ejercida por una carga sobre otra acrga es un
ejemplo de acción a distancia, semejante a la fuerza gravitatoria
ejercida por una masa sobre otra.
• La idea de acción a distancia presenta un problema conceptual difícil.
• Para evitar el problema de la acción a distancia se introduce el
concepto del campo eléctrico.
• Una carga crea un campo eléctrico E en todo el espacio y este campo
ejerce una fuerza sobre la otra carga

3. El campo eléctrico
+
+
-
F1
F2
F3
F = F1 + F2 + F3
q0
q1
q3
q2

4. El campo eléctrico

5. El campo eléctrico
( )0
0
Pequeña
Definición del Campo Electrico
F
E q
q
=

6. El campo eléctrico

7. El campo eléctrico

8. El campo eléctrico
0F Eq=

9. El campo eléctrico
0
0
,0 ,02
,
i
ii
i
kq q
r
r
F = $

10. El campo eléctrico
,02
,0
Ley de coulomb para el
campo E creado por una
carga puntual
i
ii
i
kq
E r
r
= $
+
Punto de la Fuente
Punto del campo

11. El campo eléctrico
,, 2
,
Campo electrico E debido a un sistema de cargas puntuales
i
i pp i p
i i i p
kq
E E r
r
= =∑ ∑ $

12. Problemas

13. Problemas
,02
( ) P
kq
E x r
x
=
ur
$
( )
( )( )
( )
( ) ( )
9 2 2
2
8.99 10 / 4
6
6
6 999 /
N m C C
E m i
m
E m N C i
µ× •
=
=
ur
$
ur
$

14. Problemas
( )
( )( )
( )
( )
( ) ( )
9 2 2
2
8.99 10 / 4
10
10
6 360 /
N m C C
E m i
m
E m N C i
µ× •
− = −
= −
ur
$
ur
$

15. Problemas
• Solución Inciso c
• En el siguiente gráfico se trazó el campo Eléctrico, utilizando Excel
con diferentes valores del E con Excel.

16. Problemas

17. Problemas

18. Problemas
( )
( )
1 2 1 2
1 2
1 2
, ,22
1 2
, ,1 22
( ) ( ) ( )
8
considerando que
1 1
( )
8
q q q p q p
q p q p
kq kq
E x E x E x r r
x m x
q q
E x kq r r
x m x
= + = +
−
=
 
= + ÷
 ÷− 
ur ur ur
$ $
ur
$ $

19. Problemas
( )
( )
( ) ( )( )
( )
( )
2
2 2
1 1
( 2 ) 36,000 /
2 8 2
( 2 ) 9360 /
E m N m C i i
m m m
E m N C i
 
 ÷− = • − + −
 ÷− − − 
− = −
ur
$ $
ur
$
+ +

20. Problemas
( )
( )
( ) ( )( )
( )
( )
2
2 2
1 1
(2 ) 36,000 /
2 8 2
(2 ) 8000 /
E m N m C i i
m m m
E m N C i
 
 ÷= • + −
 ÷− 
=
ur
$ $
ur
$
+ +

21. Problemas
( )
( )
( ) ( )( )
( )
( )
2
2 2
1 1
(6 ) 36,000 /
6 8 6
(6 ) 8000 /
E m N m C i i
m m m
E m N C i
 
 ÷= • + −
 ÷− 
= −
ur
$ $
ur
$
+ +

22. Problemas
( )
( )
( ) ( )
( )
( )
2
2 2
1 1
(10 ) 36,000 /
10 10 2
(10 ) 9350 /
E m N m C i i
m m m
E m N C i
 
= • + ÷
 ÷− 
=
ur
$ $
ur
$
+ +

23. Problemas
• Solución Inciso e
• Considerando por simetría que
( )
( )
(2 ) 8000 /
(6 ) 8000 / }
(4 ) 0
E m N C i
y
E m N C i
E m
=
= −
∴ =
ur
$
ur
$
ur

24. Problemas

25. Problemas

26. Problemas
( ) $
( ) $
4
0
8 10
400 /
2
N jF
E kN C j
q nC
−
×
= = =
ur
ur

27. Problemas
• Solución Inciso b
• Expresamos y evaluamos la fuerza sobre un cuerpo cargado en un
campo eléctrico
( ) ( ) $ ( ) $4 400 / 1.60F qE nC kN C j mN j= = − = −
ur ur

28. Problemas
• Solución Inciso c
• Aplicamos la ley de Coulomb y obtenemos
( )
( )
$
( ) ( ) $
( ) ( )
( )( )
2
2
9 2 2
4
1.60
0.03
1.60 0.03
40
8.99 10 / 4
kq nC
j mN j
m
mN m
q nC
N m C nC
−
− = − ⇒
∴ = − = −
× •