Intensidad del campo electrico clase 3

1. El campo eléctrico
Clase 3
28/01/2014

2. El campo eléctrico

La fuerza eléctrica ejercida por una carga sobre otra carga 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
-
F = F1 + F2 + F3
q2
F2
F3
F1
+
q0
+
q1
q3

4. El campo eléctrico

5. El campo eléctrico
F
E = ( q0 Pequeña )
q0
Definición del Campo Electrico

6. El campo eléctrico

7. El campo eléctrico

8. El campo eléctrico
F = q0 E

9. El campo eléctrico
kqi q0 $
Fi ,0 = 2 r i ,0
ri ,0

10. El campo eléctrico
kqi $
Ei = 2 r i ,0
ri ,0
Punto del campo
+
Punto de la Fuente
Ley de coulomb para el
campo E creado por una
carga puntual

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

12. Problemas

13. Problemas
ur
kq $
E ( x) = 2 r P ,0
x
ur
( 8.99 × 109 N • m2 / C 2 ) ( 4µC ) $
E ( 6m ) =
i
2
( 6m )
ur
E ( 6m ) = ( 999 N / C ) $
i

14. Problemas
ur
8.99 × 109 N • m 2 / C 2 ) ( 4 µC ) $
(
E ( −10m ) =
−i
2
( 10m )
ur
E ( 6m ) = ( −360 N / C ) $
i
( )

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
ur
ur
ur
kq1 $
kq2
$
E ( x) = E q1 ( x) + E q2 ( x) = 2 r q1 , p +
r q2 , p
2
x
( 8m − x )
considerando que q1 = q2
ur
 1

1
$q ,p +
$ q ,p ÷
E ( x) = kq1  2 r 1
r2
2
x
÷
( 8m − x )



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

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

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

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

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

24. Problemas

25. Problemas

26. Problemas
ur
ur F ( 8 × 10−4 N ) $j
E= =
= ( 400kN / C ) $j
q0
2nC

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

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

29. Problemas

30. Problemas

31. Problemas

32. Problemas

Solución

En consecuencia tenemos que

33. Problemas

34. Problemas

35. Campo debido a una distribución
continua de carga volumétrica

36. Campo debido a una distribución
continua de carga volumétrica

37. Campo debido a una distribución
continua de carga volumétrica

38. Problema

39. Problema

40. Problema

41. Problema