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Física General II

Lineas de Campo, Ley de
         Gauss
            Clase 3




  Prof. Maximiliano A. Rivera
    Depto de Física, UTFSM
  maximiliano.rivera@usm.cl
Lineas de Campo
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.


se debe agregar que, las lineas no pueden
intersectarse entre si, y que deben respetar
las simetrías del campo vectorial
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.


se debe agregar que, las lineas no pueden
intersectarse entre si, y que deben respetar
las simetrías del campo vectorial



                               Q                           Q
Lineas de Campo
Una linea puede ser caracterizada por un
vector tangente en cada segmento de esta


Se define linea de campo eléctrico como:
Lugar     geométrico         (linea),      que   permite
i nt e r p re t ar   lo s   v e cto re s    de   cam p o
eléctrico como vectores tangentes a ésta.


Sin embargo existe una ambigüedad en
esta definición.


se debe agregar que, las lineas no pueden
intersectarse entre si, y que deben respetar
las simetrías del campo vectorial



                               Q                           Q
Lineas de Campo
Lineas de Campo
Entre cargas de distinto signo
Lineas de Campo
Entre cargas de distinto signo
Lineas de Campo
Entre cargas de distinto signo   Entre cargas de Igual signo
Lineas de Campo
Entre cargas de distinto signo   Entre cargas de Igual signo
Lineas de Campo
  Entre cargas de distinto signo         Entre cargas de Igual signo




Entre una carga + y un plano cargado -
Lineas de Campo
  Entre cargas de distinto signo         Entre cargas de Igual signo




Entre una carga + y un plano cargado -
Lineas de Campo
  Entre cargas de distinto signo            Entre cargas de Igual signo




Entre una carga + y un plano cargado -   Por un plano cargado + con una punta
Lineas de Campo
  Entre cargas de distinto signo            Entre cargas de Igual signo




Entre una carga + y un plano cargado -   Por un plano cargado + con una punta
Flujo de un Campo Vectorial
Flujo de un Campo Vectorial


               E
Flujo de un Campo Vectorial


               E




                       S
Flujo de un Campo Vectorial


               E




                       S
Flujo de un Campo Vectorial




                       S
Flujo de un Campo Vectorial




                       S
Flujo de un Campo Vectorial




                  r


                       S
Flujo de un Campo Vectorial
                      dS




                  r


                           S
Flujo de un Campo Vectorial
                      dS       ~ r
                               E(~)




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Flujo de un Campo Vectorial
                      dS       ~ r
                               E(~)




                  r


                           S
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada           S   se tiene           dS       ~ r
                                                                   E(~)
un campo vectorial          E   definido en
to d o   p u nto      de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
             Z
   E     =           E(r) · dS
                 S                                    r


                                                               S
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada           S   se tiene           dS       ~ r
                                                                   E(~)
un campo vectorial          E   definido en
to d o   p u nto      de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
             Z
   E     =           E(r) · dS
                 S                                    r
donde            dS = dA n
                                                               S
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada           S   se tiene           dS       ~ r
                                                                   E(~)
un campo vectorial          E   definido en
to d o   p u nto      de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
             Z
   E     =           E(r) · dS
                 S                                    r
donde            dS = dA n
en términos de cantidades escalares
                                                               S
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada                S   se tiene           dS       ~ r
                                                                        E(~)
un campo vectorial               E   definido en
to d o    p u nto          de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
                  Z
   E     =                E(r) · dS
                      S                                    r
donde                 dS = dA n
en términos de cantidades escalares
                                                                    S
          Z
  E   =           E cos dA
              A
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada                S   se tiene           dS       ~ r
                                                                        E(~)
un campo vectorial               E   definido en
to d o    p u nto          de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
                  Z
   E     =                E(r) · dS
                      S                                    r
donde                 dS = dA n
en términos de cantidades escalares
                                                                    S
          Z
  E   =           E cos dA
              A
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada                S   se tiene           dS       ~ r
                                                                        E(~)
un campo vectorial               E   definido en
to d o    p u nto          de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
                  Z
   E     =                E(r) · dS
                      S                                    r
donde                 dS = dA n
en términos de cantidades escalares
                                                                    S
          Z
  E   =           E cos dA
              A
Flujo de un Campo Vectorial
Para una superficie dada                S   se tiene           dS       ~ r
                                                                        E(~)
un campo vectorial               E   definido en
to d o    p u nto          de   la   s u p er f i c i e.
Entonces el flujo   E de este campo
por dicha superficie se define como:
                  Z
   E     =                E(r) · dS
                      S                                    r
donde                 dS = dA n
en términos de cantidades escalares
                                                                    S
          Z
  E   =           E cos dA
              A
Ley de Gauss
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada   S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
        E   =           E · d⇥ =
                    S                 0
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
        E   =           E · d⇥ =                   S
                    S                 0
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
        E   =           E · d⇥ =                   S
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Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
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Ley de Gauss
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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

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Ley de Gauss                                      E
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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

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                        ⇥ s        Qenc
        E   =           E · d⇥ =                                  S
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Ley de Gauss                                      E
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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
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Ley de Gauss                                      E
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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
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Ley de Gauss                                      E
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El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
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                                                   =
                                                         0




                S
Ley de Gauss                                      E
                                                        ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada      S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                I
                        ⇥ s        Qenc
        E   =           E · d⇥ =                                  S
                    S                 0                Qenc
                                                   =
                                                         0




                S
Ley de Gauss                                      E
                                                         ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                  S
                     S                 0                Qenc
                                                    =
                                                          0




        E1



                 S
Ley de Gauss                                      E
                                                         ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                  S
                     S                 0                Qenc
                                                    =
                                                          0




        E1                   E2



                 S
Ley de Gauss                                      E
                                                         ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                  S
                     S                 0                Qenc
                                                    =
                                                          0




        E1                   E2



                 S
Ley de Gauss                                      E
                                                         ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                  S
                     S                 0                Qenc
                                                    =
                                                          0




        E1                   E2
ds1

                 S
Ley de Gauss                                      E
                                                         ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                  S
                     S                  0               Qenc
                                                    =
                                                          0




        E1                   E2
ds1                               ds2

                 S
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                    S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
ds1                               ds2

                 S
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                    S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
                                                 d⇤ = r2 sin d d⇥ r
                                                  s               ˆ
ds1                               ds2

                 S
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                    S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
                                                 d⇤ = r2 sin d d⇥ r
                                                  s               ˆ
ds1                               ds2
                                            Mientras que el campo eléctrico

                 S
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                     S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
                                                 d⇤ = r2 sin d d⇥ r
                                                  s               ˆ
ds1                               ds2
                                            Mientras que el campo eléctrico

                 S                                  ⇤     1 Q
                                                    E=          2
                                                                  r
                                                                  ˆ
                                                         4 ⇥0 r
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                     S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
                                                 d⇤ = r2 sin d d⇥ r
                                                  s               ˆ
ds1                               ds2
                                            Mientras que el campo eléctrico

                 S                                  ⇤     1 Q
                                                    E=          2
                                                                  r
                                                                  ˆ
                                                         4 ⇥0 r
                            El flujo en la superficie cerrada
Ley de Gauss                                       E
                                                          ds
El flujo eléctrico que pasa a través de
una superficie cerrada       S.   Es proporcional
a la carga eléctrica encerrada por esta.

                 I
                         ⇥ s        Qenc
        E    =           E · d⇥ =                                     S
                     S                  0                Qenc
                                                     =
                                                           0




                                            El diferencial de superficie
        E1                   E2
                                                 d⇤ = r2 sin d d⇥ r
                                                  s               ˆ
ds1                               ds2
                                            Mientras que el campo eléctrico

                 S                                  ⇤     1 Q
                                                    E=          2
                                                                  r
                                                                  ˆ
                                                         4 ⇥0 r
                            El flujo en la superficie cerrada         =0
Análisis

La figura ilustra seis cargas puntuales que
e stán en el mismo plan o. Hay cinco
superficies Gaussianas S1, S2, S3, S4 y S5,
que encierran, cada una, parte de este
plano. Clasifique las cinco superficies según
su flujo eléctrico en orden descendente (de
mayor a menor)
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través           I
de una superficie cerrada   S   . Es
                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                       E s
proporcional a la carga eléctrica                  S             0
encerrada por esta.
Ley de Gauss
El flujo eléctrico que pasa a través           I
de una superficie cerrada   S   . Es
                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                       E s
proporcional a la carga eléctrica                  S             0
encerrada por esta.


   Utilidades de la ley de Gauss
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial




Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial




                   r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial

                E




                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial

                E




                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través           I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                       E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico
tiene cierta simetría espacial

                E

                  ds


                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través              I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                          E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                          E s
                proporcional a la carga eléctrica                     S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial

                E

                  ds


                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                   I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                               E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                               E s
                proporcional a la carga eléctrica                          S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                             I
                E                                E     =       ~ s
                                                               E · d~
                  ds


                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                   I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                               E   =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                               E s
                proporcional a la carga eléctrica                          S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                             I
                E                                E     =        ~ s
                                                                E · d~
                  ds                                       Z
                                                       =       E r · r dA
                                                                 ˆ ˆ

                    r



Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                    I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                               E    =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                                E s
                proporcional a la carga eléctrica                           S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                             I
                E                                E     =           ~ s
                                                                   E · d~
                  ds                                       Z
                                                       =       E r · r dA
                                                                 ˆ ˆ
                                                               Z
                    r                                  =E           dA


Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                    I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                               E    =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                                E s
                proporcional a la carga eléctrica                           S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                             I
                E                                E     =           ~ s
                                                                   E · d~
                  ds                                       Z
                                                       =       E r · r dA
                                                                 ˆ ˆ
                                                               Z
                    r                                  =E           dA = E 4⇡r       2




Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                    I
                de una superficie cerrada   S   . Es
                                                               E    =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                                E s
                proporcional a la carga eléctrica                           S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico           Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                             I
                E                                E     =           ~ s
                                                                   E · d~
                  ds                                       Z
                                                       =       E r · r dA
                                                                 ˆ ˆ
                                                               Z
                    r                                                            Qenc2
                                                       =E           dA = E 4⇡r =
                                                                                  "0

Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                           I
                de una superficie cerrada        S     . Es
                                                                      E    =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico                   Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                                    I
                E                                        E    =           ~ s
                                                                          E · d~
                  ds      Idéntico a la deducción a
                                                                  Z
                          través de ley de Coulomb            =       E r · r dA
                                                                        ˆ ˆ
                                                                      Z
                    r                                                                   Qenc2
                                                              =E           dA = E 4⇡r =
                                                                                         "0

Esférica en este caso
Ley de Gauss
                El flujo eléctrico que pasa a través                           I
                de una superficie cerrada        S     . Es
                                                                      E    =           ⇥ · d⇥ = Qenc
                                                                                       E s
                proporcional a la carga eléctrica                                  S             0
                encerrada por esta.


                    Utilidades de la ley de Gauss

Solo sabemos que el campo eléctrico                   Así tenemos que:
tiene cierta simetría espacial                                    I
                E                                        E    =           ~ s
                                                                          E · d~
                  ds      Idéntico a la deducción a
                                                                  Z
                          través de ley de Coulomb            =       E r · r dA
                                                                        ˆ ˆ

                             ~      1 Q                               Z
                    r        E=           2
                                            r
                                            ˆ                                           Qenc2
                                   4⇡"0 r                     =E           dA = E 4⇡r =
                                                                                         "0

Esférica en este caso
Utilidades de la ley de Gauss
              I
                      ⇥ s        Qenc
      E   =           E · d⇥ =
                  S                0
Utilidades de la ley de Gauss
              I
                      ⇥ s        Qenc
      E   =           E · d⇥ =
                  S                0
Utilidades de la ley de Gauss
                      I
                              ⇥ s        Qenc
              E   =           E · d⇥ =
                          S                0



r
    p
Utilidades de la ley de Gauss
                      I
                              ⇥ s        Qenc
              E   =           E · d⇥ =
                          S                0



r
    p
Utilidades de la ley de Gauss
                                I
                                        ⇥ s        Qenc
                        E   =           E · d⇥ =
                                    S                0
     s1

s3        r
              p

 s2
Utilidades de la ley de Gauss
                                 I
                                         ⇥ s        Qenc
                         E   =           E · d⇥ =
                                     S                   0
     s1
                     Por simetría del problema, sólo   s3 contribuye
s3        r
              p

 s2
Utilidades de la ley de Gauss
                                        I
                                                ⇥ s        Qenc
                           E   =                E · d⇥ =
                                            S                0
     s1
                     Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                    Z
              p        E   =            ~ ~
                                        E · d S3
                                   s3
 s2
Utilidades de la ley de Gauss
                                        I
                                                ⇥ s        Qenc
                           E   =                E · d⇥ =
                                            S                0
     s1
                     Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                    Z
              p        E   =            ~ ~
                                        E · d S3           donde    ~
                                                                   dS3 = r d dz r
                                                                                ˆ
                                   s3
 s2
Utilidades de la ley de Gauss
                                        I
                                                ⇥ s        Qenc
                           E   =                E · d⇥ =
                                            S                0
     s1
                     Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                    Z
              p        E   =            ~ ~
                                        E · d S3           donde    ~
                                                                   dS3 = r d dz r
                                                                                ˆ
                                   s3
 s2
                      ¿Cuanto es la carga encerrada?
Utilidades de la ley de Gauss
                                        I
                                                ⇥ s        Qenc
                           E   =                E · d⇥ =
                                            S                0
     s1
                     Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                    Z
              p        E   =            ~ ~
                                        E · d S3           donde    ~
                                                                   dS3 = r d dz r
                                                                                ˆ
                                   s3
 s2
                      ¿Cuanto es la carga encerrada?
                     debemos considerar un largo del cilindro
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s        Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3           donde    ~
                                                                       dS3 = r d dz r
                                                                                    ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                         debemos considerar un largo del cilindro
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s        Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo       s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3           donde    ~
                                                                       dS3 = r d dz r
                                                                                    ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                               Q=   L
                         debemos considerar un largo del cilindro
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s                Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                        0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo               s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3                   donde    ~
                                                                               dS3 = r d dz r
                                                                                            ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                                       Q=   L
                         debemos considerar un largo del cilindro

                                                     Z
                                       E    =E                r d dz
                                                         s3
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s                Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                        0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo               s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3                   donde    ~
                                                                               dS3 = r d dz r
                                                                                            ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                                       Q=   L
                         debemos considerar un largo del cilindro

                                                     Z
                                       E    =E                r d dz
                                                         s3

                                        E   = E 2⇡L r
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s                Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                        0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo               s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3                   donde    ~
                                                                               dS3 = r d dz r
                                                                                            ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                                       Q=   L
                         debemos considerar un largo del cilindro

                                                     Z
                                       E    =E                r d dz
                                                         s3
                                                                    L
                                        E   = E 2⇡L r =
                                                                   "0
Utilidades de la ley de Gauss
                                            I
                                                    ⇥ s                Qenc
                               E   =                E · d⇥ =
                                                S                        0
     s1
                         Por simetría del problema, sólo               s3 contribuye
s3        r                        Z
                  L
              p            E   =            ~ ~
                                            E · d S3                   donde    ~
                                                                               dS3 = r d dz r
                                                                                            ˆ
                                       s3
 s2
                          ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                                       Q=   L
                         debemos considerar un largo del cilindro

                                                     Z
                                       E    =E                r d dz
                                                         s3
                                                                     L
                                        E   = E 2⇡L r =
                                                                    "0
                                        ~
                                        E=                      r
                                                                ˆ
                                                    2⇡"0 r
Utilidades de la ley de Gauss
                                               I
                                                       ⇥ s                Qenc
                                  E   =                E · d⇥ =
                                                   S                        0
     s1
                            Por simetría del problema, sólo               s3 contribuye
s3        r                           Z
                  L
              p               E   =            ~ ~
                                               E · d S3                   donde    ~
                                                                                  dS3 = r d dz r
                                                                                               ˆ
                                          s3
 s2
                            ¿Cuanto es la carga encerrada?
                                                                                          Q=   L
                           debemos considerar un largo del cilindro

                                                        Z
                                          E    =E                r d dz
                                                            s3
                                                                        L
                                           E   = E 2⇡L r =
                                                                       "0
                                           ~
                                           E=                      r
                                                                   ˆ
                                                       2⇡"0 r

                      ¿Miró el ejemplo 21.11 de Sears Zemansky ?

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Campo Eléctrico y Líneas de Flujo

  • 1. Física General II Lineas de Campo, Ley de Gauss Clase 3 Prof. Maximiliano A. Rivera Depto de Física, UTFSM maximiliano.rivera@usm.cl
  • 3. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta
  • 4. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta
  • 5. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta.
  • 6. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición.
  • 7. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición.
  • 8. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición.
  • 9. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición.
  • 10. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición. se debe agregar que, las lineas no pueden intersectarse entre si, y que deben respetar las simetrías del campo vectorial
  • 11. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición. se debe agregar que, las lineas no pueden intersectarse entre si, y que deben respetar las simetrías del campo vectorial Q Q
  • 12. Lineas de Campo Una linea puede ser caracterizada por un vector tangente en cada segmento de esta Se define linea de campo eléctrico como: Lugar geométrico (linea), que permite i nt e r p re t ar lo s v e cto re s de cam p o eléctrico como vectores tangentes a ésta. Sin embargo existe una ambigüedad en esta definición. se debe agregar que, las lineas no pueden intersectarse entre si, y que deben respetar las simetrías del campo vectorial Q Q
  • 14. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo
  • 15. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo
  • 16. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo
  • 17. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo
  • 18. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo Entre una carga + y un plano cargado -
  • 19. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo Entre una carga + y un plano cargado -
  • 20. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo Entre una carga + y un plano cargado - Por un plano cargado + con una punta
  • 21. Lineas de Campo Entre cargas de distinto signo Entre cargas de Igual signo Entre una carga + y un plano cargado - Por un plano cargado + con una punta
  • 22. Flujo de un Campo Vectorial
  • 23. Flujo de un Campo Vectorial E
  • 24. Flujo de un Campo Vectorial E S
  • 25. Flujo de un Campo Vectorial E S
  • 26. Flujo de un Campo Vectorial S
  • 27. Flujo de un Campo Vectorial S
  • 28. Flujo de un Campo Vectorial r S
  • 29. Flujo de un Campo Vectorial dS r S
  • 30. Flujo de un Campo Vectorial dS ~ r E(~) r S
  • 31. Flujo de un Campo Vectorial dS ~ r E(~) r S
  • 32. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r S
  • 33. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n S
  • 34. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n en términos de cantidades escalares S
  • 35. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n en términos de cantidades escalares S Z E = E cos dA A
  • 36. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n en términos de cantidades escalares S Z E = E cos dA A
  • 37. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n en términos de cantidades escalares S Z E = E cos dA A
  • 38. Flujo de un Campo Vectorial Para una superficie dada S se tiene dS ~ r E(~) un campo vectorial E definido en to d o p u nto de la s u p er f i c i e. Entonces el flujo E de este campo por dicha superficie se define como: Z E = E(r) · dS S r donde dS = dA n en términos de cantidades escalares S Z E = E cos dA A
  • 40. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta.
  • 41. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0
  • 42. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0
  • 43. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0
  • 44. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0
  • 45. Ley de Gauss ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0
  • 46. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0
  • 47. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0
  • 48. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 S
  • 49. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 S
  • 50. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 S
  • 51. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 S
  • 52. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 E1 S
  • 53. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 E1 E2 S
  • 54. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 E1 E2 S
  • 55. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 E1 E2 ds1 S
  • 56. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 E1 E2 ds1 ds2 S
  • 57. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 ds1 ds2 S
  • 58. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 d⇤ = r2 sin d d⇥ r s ˆ ds1 ds2 S
  • 59. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 d⇤ = r2 sin d d⇥ r s ˆ ds1 ds2 Mientras que el campo eléctrico S
  • 60. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 d⇤ = r2 sin d d⇥ r s ˆ ds1 ds2 Mientras que el campo eléctrico S ⇤ 1 Q E= 2 r ˆ 4 ⇥0 r
  • 61. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 d⇤ = r2 sin d d⇥ r s ˆ ds1 ds2 Mientras que el campo eléctrico S ⇤ 1 Q E= 2 r ˆ 4 ⇥0 r El flujo en la superficie cerrada
  • 62. Ley de Gauss E ds El flujo eléctrico que pasa a través de una superficie cerrada S. Es proporcional a la carga eléctrica encerrada por esta. I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S S 0 Qenc = 0 El diferencial de superficie E1 E2 d⇤ = r2 sin d d⇥ r s ˆ ds1 ds2 Mientras que el campo eléctrico S ⇤ 1 Q E= 2 r ˆ 4 ⇥0 r El flujo en la superficie cerrada =0
  • 63. Análisis La figura ilustra seis cargas puntuales que e stán en el mismo plan o. Hay cinco superficies Gaussianas S1, S2, S3, S4 y S5, que encierran, cada una, parte de este plano. Clasifique las cinco superficies según su flujo eléctrico en orden descendente (de mayor a menor)
  • 64. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta.
  • 65. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss
  • 66. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial
  • 67. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial Esférica en este caso
  • 68. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial r Esférica en este caso
  • 69. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial E r Esférica en este caso
  • 70. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial E r Esférica en este caso
  • 71. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico tiene cierta simetría espacial E ds r Esférica en este caso
  • 72. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial E ds r Esférica en este caso
  • 73. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds r Esférica en este caso
  • 74. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Z = E r · r dA ˆ ˆ r Esférica en este caso
  • 75. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Z = E r · r dA ˆ ˆ Z r =E dA Esférica en este caso
  • 76. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Z = E r · r dA ˆ ˆ Z r =E dA = E 4⇡r 2 Esférica en este caso
  • 77. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Z = E r · r dA ˆ ˆ Z r Qenc2 =E dA = E 4⇡r = "0 Esférica en este caso
  • 78. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Idéntico a la deducción a Z través de ley de Coulomb = E r · r dA ˆ ˆ Z r Qenc2 =E dA = E 4⇡r = "0 Esférica en este caso
  • 79. Ley de Gauss El flujo eléctrico que pasa a través I de una superficie cerrada S . Es E = ⇥ · d⇥ = Qenc E s proporcional a la carga eléctrica S 0 encerrada por esta. Utilidades de la ley de Gauss Solo sabemos que el campo eléctrico Así tenemos que: tiene cierta simetría espacial I E E = ~ s E · d~ ds Idéntico a la deducción a Z través de ley de Coulomb = E r · r dA ˆ ˆ ~ 1 Q Z r E= 2 r ˆ Qenc2 4⇡"0 r =E dA = E 4⇡r = "0 Esférica en este caso
  • 80. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0
  • 81. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0
  • 82. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 r p
  • 83. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 r p
  • 84. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 s3 r p s2
  • 85. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r p s2
  • 86. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z p E = ~ ~ E · d S3 s3 s2
  • 87. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2
  • 88. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada?
  • 89. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? debemos considerar un largo del cilindro
  • 90. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? debemos considerar un largo del cilindro
  • 91. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro
  • 92. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro Z E =E r d dz s3
  • 93. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro Z E =E r d dz s3 E = E 2⇡L r
  • 94. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro Z E =E r d dz s3 L E = E 2⇡L r = "0
  • 95. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro Z E =E r d dz s3 L E = E 2⇡L r = "0 ~ E= r ˆ 2⇡"0 r
  • 96. Utilidades de la ley de Gauss I ⇥ s Qenc E = E · d⇥ = S 0 s1 Por simetría del problema, sólo s3 contribuye s3 r Z L p E = ~ ~ E · d S3 donde ~ dS3 = r d dz r ˆ s3 s2 ¿Cuanto es la carga encerrada? Q= L debemos considerar un largo del cilindro Z E =E r d dz s3 L E = E 2⇡L r = "0 ~ E= r ˆ 2⇡"0 r ¿Miró el ejemplo 21.11 de Sears Zemansky ?

Notas del editor

  1. \n
  2. \n
  3. \n
  4. \n
  5. \n
  6. \n
  7. \n
  8. \n
  9. \n
  10. \n
  11. \n
  12. \n
  13. \n
  14. \n
  15. \n
  16. \n
  17. \n
  18. \n
  19. \n
  20. \n
  21. \n
  22. \n
  23. \n
  24. \n
  25. \n
  26. \n
  27. \n
  28. \n
  29. \n
  30. \n
  31. \n
  32. \n
  33. \n
  34. \n
  35. \n
  36. \n
  37. \n
  38. \n
  39. \n
  40. \n
  41. \n
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  43. \n
  44. \n
  45. \n
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