Este documento describe los conceptos fundamentales de la interacción electrostática. Explica la ley de Coulomb, el campo y potencial electrostáticos, el teorema de Gauss y su aplicación al cálculo de campos. También describe las propiedades de los conductores, donde el campo total se anula, y de los dieléctricos, donde el campo total no se anula completamente.

1. 3. Interacción Electrostática
1. Interacción electrostática: Ley de
Coulomb.
2. Campo y potencial electrostáticos;
energía potencial electrostática.
3. Teorema de Gauss. Cálculo del
campos.
4. Campo electrostático en la materia.
Conductores y aislantes.

2. 1. Interacción Electrostática: Ley de Coulom
Evolución histórica
Grecia Clásica:
Tales de Mileto (s.VI a.C.) describe cómo el ámbar
(elektron, en griego), al ser frotado, atrae pequeños
trozos de hilo, pelusa, hierba seca, etc.
Inglaterra, s.XVI:
Gilbert distingue entre fenómenos eléctricos y
magnéticos, establece un primer modelo para explicar la
electricidad y propone que la Tierra es un imán, con lo
que explica la brújula.

3. Siglo XVIII:
• Leyden construye el primer condensador.
• Benjamin Franklin descubre que los rayos son
fenómenos eléctricos, inventa el pararrayos, propone
los signos + y - para los dos tipos de electricidad y
establece la teoría del "fluido eléctrico".
• Volta construye la primera pila.
• Coulomb establece el concepto de carga eléctrica. La
Ley de Coulomb explica la interacción electrostática.

4. Propiedades de la carga eléctrica
La carga eléctrica es una magnitud escalar asociada a la
materia que permite explicar los fenómenos eléctricos y
magnéticos.
Unidades:
•Culombio (C), unidad del S.I.
•Unidad electrostática elemental (uee).
•Faraday (F)
1F 1 uee
96500 C 3,33 10 10 C

5. Características de la carga eléctrica:
1. Dos tipos: positiva (+) y negativa (-). Los cuerpos
neutros tienen igual nº de cargas positivas y
negativas.
2. Es discontinua, ya que está
asociada a partículas
subatómicas (protones y
electrones). Un cuerpo cargado
sólo puede tener una carga que
sea un múltiplo de la carga del
electrón.
3. Es aditiva: la carga total es la
suma de las cargas.

6. Interacción Electrostática
Propiedades:
•Interacción entre cargas en
reposo. Atractiva si las cargas son
opuestas y repulsivas si son del
mismo signo.
•Es proporcional al valor de las
cargas.
•Tiene alcance infinito.
•Es inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia entre las
cargas.
•Es conservativa.
•Es de tipo central.
•Depende del medio en el que se

7. Ley de Coulomb
Enunciado:
"Entre dos cuerpos con cargas eléctricas se ejercen
fuerzas de atracción o repulsión, que son
proporcionales al producto de las cargas e
inversamente proporcionales al cuadrado de la
distancia que los separa."

 q1 q2 

Fe K 2 ur
r
1
K (constante eléctrica): depende del medio. K
4
ε (permitividad eléctrica). 1
K0 9 10 9 Nm 2C 2
4 0

8. 2. Campo y potencial electrostáticos;
energía potencial electrostática.
2.1 Campo Electrostático (E)
Propiedad del espacio 

creada por una carga Q que  Fe 
 
produce una fuerza E Fe q E
electrostática sobre otra q
carga q en dicho espacio.
Unidades:
F
E N/C
q

9. 2.2 Energía potencial electostática (Epe)
Energía almacenada por una carga q situada en el
interior de un campo electrostático. Es, por tanto, la
energía potencial asociada a la fuerza electrostática.
B  
 
WFe E pe E pe Fe dr
A
2.3 Potencial electrostático (V)
Propiedad del espacio que mide la energía por unidad
de carga que almacenaría cualquier carga situads en
ese punto. Es, por tanto, la función potencial asociada
al campo electrostático.
E pe B  

V E pe q V V E dr
A
q

10. 2.4 Magnitudes asociadas a distintas distribuciones
de carga
Campo y potencial creados por una carga puntual (Q):
Q Q
E K 2
V K
r r
Fuerza y energía potencial sobre una carga q debida a la
interacción con Q:
Q q Q q
Fe K E pe K
r2 r
Varias cargas puntuales:
 
Etotal Ei Vtotal Vi
 
F total Fi Etotal Ei

11. 3. Teorema de Gauss. Cálculo de campos.
Enunciado:  

El flujo total que atraviesa una
superficie cerrada en el interior de
e E ds 4 KQint
un campo electrostático es Si E es constante:
proporcional a la carga encerrada
por dicha superficie. Qint
e E S
Campo en el exterior de una esfera:
Misma acción que carga puntual Q
situada en el centro de la esfera.
E K
r2
Campo en el interior de una esfera hueca:
Qint 0 E 0

12. Campo en el interior de un condensador:
Dos placas metálicas planas y paralelas, cargadas con
cargas idénticas, pero de signo contrario. Entre las
placas se genera un campo eléctrico constante.
B  

V E dr
A
V E r
V E d

13. 4. Campo electrostático en la materia.
Conductores y aislantes.
4.1 Dipolo
Cuerpo neutro en el que las
cargas positiva y negativa
están separadas.
Momento dipolar:

 
q r

14. 4.2 Conductores
Pueden conducir la corriente eléctrica. Poseen cargas
libres.
Capacidad de un conductor:
Q
Relación entre la carga acumulada C
y el potencial almacenado por un V
conductor. Q C
Unidades C F
V V Q
C
V
Capacidad de un conductor esférico C 4 R
Q
V K
R
Capacidad de un
condensador: C sólo depende de las
Q características del conductor
C (geometría y del material
V
dieléctrico), no de la cantidad de
carga que se le haya suministrado.

15. Efecto de un campo eléctrico externo sobre un
conductor
Las cargas móviles (normalmente electrones) se
desplazan por la acción del campo. Se produce una
separación de carga, originándose un campo eléctrico
interno igual y de sentido contrario al exterior. La suma
de ambos anula el campo eléctrico total en el interior
del conductor.
  
E E ext E int 
  E 0
E int E ext

16. 4.3 Dieléctricos o aislantes
No poseen cargas libres y por tanto no pueden conducir la
corriente eléctrica.
Tipos:
Dieléctricos polares: Sus
moléculas son dipolos,
tienen cargas separadas y
campo eléctrico interno.
Dieléctricos apolares: En
sus moléculas no existe
separación de cargas, no
son dipolos.

17. Efecto de un campo eléctrico externo sobre un
dieléctrico
En ambos casos de dieléctricos se crea un campo
inducido que se opone al campo exterior. A diferencia
de lo que ocurría en los conductores, la separación de
carga no es lo suficientemente alta como para generar
un campo inducido de igual intensidad que el exterior,
por lo que el campo total no se anula.