1. T.2 Campo electrostático
1.1. Historia de la electricidadHistoria de la electricidad
2.2. Interacción eléctrica: Ley deInteracción eléctrica: Ley de
CoulombCoulomb
3.3. Campos de fuerzas: líneas deCampos de fuerzas: líneas de
fuerza y superficiesfuerza y superficies
equipotencialesequipotenciales
4.4. Campo electrostático:Campo electrostático:
intensidad de campo, potencialintensidad de campo, potencial
y su relacióny su relación
5.5. Teorema de GaussTeorema de Gauss
6.6. Campos creados porCampos creados por
elementos continuos: esfera,elementos continuos: esfera,
hilo y placahilo y placa
© Patricio Gómez Lesarri

2. Objetivos
 Identificar la existencia de cargas de signos opuestos
 Establecer la dirección y sentido de las fuerzas electrostáticas
 Determinar campo eléctrico y potencial para una distribución de
cargas puntuales
 Determinar el trabajo realizado al desplazar una carga en un
campo electrostático

3. 1. Historia de la electricidad
o Grecia clásica: frotamiento del
ámbar (electron)
o W. Gilbert (1600): materiales
eléctricos
o Ch. du Fay (1730): interacción
atractiva y repulsiva
o B. Franklin (1706-1790):
fluido eléctrico
conservación de la carga
invención del pararrayos

4. 1. Historia de la electricidad
Alessandro Volta (1745-1827)
o 1794: diseño de la primera
pila eléctrica por contacto
de dos metales

5. 1. Historia de la electricidad
o Bernoulli, Priestley y
Cavendish (1760) :
dependencia con el inverso
del cuadrado de la distancia
o Ch. Coulomb (1736-1806)
Ley de Coulomb (1785)

6. 1. Historia de la electricidad
M. Faraday (1791-1867)
o 1730: Descubrimiento de
la carga en los átomos
J. J.Thomson (1856-1940)
o 1897: Descubrimiento
del electron

7. 2. Interacción eléctrica
Ley de Coulomb (1785)
[q]= Culombio
K = 9.109
N.m2
.C-2
2
´.
.
r
qq
KF =

8. 2. Interacción eléctrica
Ley de Coulomb/ Gravitación
o Interacción conservativa
o Dependencia del cuadrado de la distancia
o Fuerzas centrales

9. 2. Interacción eléctrica
Ley de Coulomb/ Gravitación
o Interacción atractiva/repulsiva
o Diferencia de intensidad K /G =1020
o Constante no es universal
o Interacción electromagnética

10. 3. Campos de fuerzas
Región del espacio donde
una partícula está
sometida a una fuerza

11. 3. Campos de fuerzas
Intensidad de campo: fuerza ejercida por
unidad de magnitud activa
(N/C = V/m)
(N/kg = m/s2
)
⇒
E

=
F

q
g

=
F

m
F

= q.E


12. 3. Campos de fuerzas
o Líneas de fuerza: curvas
tangentes a la fuerza que
actúa en un punto
o Se dirigen siempre desde
los puntos de carga
positiva a los de carga
negativa

13. 3. Campos de fuerzas
Líneas de fuerza para una carga positiva

14. 3. Campos de fuerzas
o Potencial: energía correspondiente a una
unidad de magnitud activa
V = Ep / q (J/C = V)
V = Ep / m (J/kg = m2
/s2
)
⇒ Ep = q . V
o Superficies equipotenciales: superficies
cuyos puntos tienen el mismo potencial

15. 3. Campos de fuerzas
Las líneas de fuerza son
perpendiculares a las
superficies
equipotenciales
La intensidad de campo
se dirige siempre desde
los puntos de mayor
potencial a los de
menor potencial

16. 4. Intensidad de campo y potencial
Vector intensidad de campo de una carga puntual
o Módulo: E = K.q/r2
o Dirección: sobre la recta que une la carga y el
punto
o Sentido: Atractivo o repulsivo de acuerdo con el
signo de la carga

17. 4. Intensidad de campo y potencial
Potencial de una carga puntual
o V= K.q/r
o Signo: positivo o negativo de acuerdo con
el signo de la carga

18. 4. Intensidad de campo y potencial
Principio de superposición
“ El valor del campo eléctrico en un punto es la suma de
los correspondientes campos creados por cada una de
las cargas puntuales en dicho punto”
∑= iEE
∑= iVV

19. 4. Intensidad de campo y potencial
dW = −F

.dr

1
q
dW = −
1
q
F

.dr

dV = −E

.dr

E

= −
dV
dr


20. 4. Movimiento de cargas
o Las cargas positivas se mueven hacia potenciales decrecientes
o Las cargas negativas se mueven hacia potenciales crecientes
o Todo sistema físico tiende a alcanzar su mínima energía
potencial

21. 5. Teorema de Gauss
Flujo de un vector a través de
una superficie
Máximo: E , S son paralelos
Mínimo: perpendiculares
Φ = E

.S

= E.S.cosα

22. 5. Teorema de Gauss
“ El flujo del vector campo
eléctrico a través de una
superficie cerrada es
proporcional a la carga neta
encerrada dentro y a la
permitividad eléctrica del
medio”
Φ = E.S.cosα = ∑q / ε

23. 6. Campos creados por elementos
continuos
2
1
.
4 . o
q
E
Rπ ε
=
2
1
.
4 . o
q
E
rπ ε
=
Esfera conductora
o Interior: Q = 0
⇒ E =0
o Superficie:
o Exterior: E =
1
4π.εo
.
q
r2

24. 6. Jaula de Faraday
El interior de un conductor
cerrado queda aislado del
exterior
Es consecuencia del
teorema de Gauss
Descarga de un rayo

25. 6. Campos creados por elementos
contínuos
Hilo
Φ = E.S.cos α = ∑q / ε
λ = q /L
E. 2π.r . L = λ .L /ε
1
.
2 . o
E
r
λ
π ε
=

26. 6. Campos creados por elementos
continuos
Plano
Φ = E.S.cos α = ∑q / ε
σ = q /S
E. 2 S = σ.S/ε
1
.
2. o
E σ
ε
=