En esta serie de diapositivas se explican varios conceptos relacionados con la electrostática como la ley de coulomb, ley de Gauss, campo electrico,

1. UNIDAD #2
ELECTROESTATICA
ING. LUIS HUMBERTO BOLIVAR MORENO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PARRAL

2. ELECTROESTATICA
•DEFINICION:
•La electrostática se encarga del estudio de las
cargas eléctricas, las fuerzas que se ejercen entre
ellas y su comportamiento en los materiales
•https://www.youtube.com/watch?v=t_d2PLoOGcI

3. ELECTROESTÁTICA
• Como sucede en otros capítulos de la física, el interés
de la electroestática reside no solo en que se describe
las características de unas fuerzas fundamentales de la
naturaleza, si no también que facilita la comprensión de
sus aplicaciones tecnológicas. Desde un pararrayos
hasta la televisión y un amplia variedad de dispositivos
científicos y técnicos están relacionados con los
fenómenos electroestáticos.

4. ELECTRON
• Un electrón es una partícula elemental estable cargada
negativamente que constituye uno de los componentes
fundamentales del átomo. Por este motivo también se la
puede definir como una partícula subatómica.
• Pueden aparecer en estado libre (sin estar unidos a ningún
átomo) o atados al núcleo de un átomo.
• Existen electrones en los átomos en capas esféricas de
diversos radios. Estas capas esféricas representan los niveles
de energía. Cuanto más grande sea el caparazón esférico,
mayor será la energía contenida en el electrón
• https://www.youtube.com/watch?v=zGxydWm3Sl4

5. ELECTRON
• En los conductores eléctricos, los flujos de corriente son los electrones
de los átomos que circulan de forma individual de un átomo a otro en
la dirección del polo negativo al polo positivo del conductor eléctrico.
• En los materiales semiconductores, la corriente eléctrica también se
produce mediante el movimiento de los electrones.
• En algunos casos, lo más ilustrativo para visualizar el movimiento de la
corriente eléctrica son las deficiencias de electrones de átomo a átomo.
Un átomo deficiente en electrones en un semiconductor se llama
agujero. Los agujeros, en general, se "mueven" entre los polos
eléctricos de positivo a negativo

6. ION
• Ion: Este nombre lo recibe cualquier átomo con carga,
puede ser negativo (si ha ganado electrones), o positivo (si
ha perdido electrones).
• Todo objeto cuyo número de electrones sea distinto al de
protones tiene carga eléctrica. Si tiene más electrones que
protones, la carga es negativa. Si tiene menos electrones
que protones, la carga es positiva. Los electrones no se
crean ni se destruyen, sino simplemente se transfieren de
un material a otro. LA CARGA SE CONSERVA.
• Un punto importante, es que un átomo siempre va a
perder o ganar electrones, nunca protones, ya que son los
electrones los que se mueven de un material a otro.
• https://www.youtube.com/watch?v=2Pfm_wCbDJ4

7. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ELECTRONES
• La carga de un solo electrón es considerado como la unidad de
carga eléctrica.
• Se le asigna polaridad negativa, por eso decimos que el electrón
tiene carga negativa. La carga de un electrón es igual, pero de
sentido opuesto, a la carga positiva de un protón o de un
agujero.
• La cantidad de carga eléctrica no se mide en términos de la
carga de un electrón debido a que es extremadamente pequeña.
En su lugar, se utiliza el Coulomb, con símbolo C. El Coulomb es
la unidad estándar de cantidad de carga eléctrica. Un Coulomb
representa alrededor de 6,24 x 1018 electrones.
• La carga eléctrica de un electrón es de 1.60 x 10-19 C y la masa
-31

8. FUERZAS ELECTRICAS
• Las fuerzas eléctricas provienen de las
partículas que componen los átomos, esto
es los protones (con carga +), los electrones
(con carga -) y los neutrones (con carga
neutra, por lo que no atrae ni rechaza a los
electrones o a los protones).
• https://www.youtube.com/watch?v=xvZLzBY
On3I

9. CARGA
• La carga permite que exista el comportamiento de atracción y
repulsión. La regla fundamental y básica que subyace a todo
fenómeno eléctrico nos dice:
• "LAS CARGAS ELÉCTRICAS IGUALES SE REPELEN; LAS
CARGAS OPUESTAS SE ATRAEN".

10. CARGA ELECTRICA• En física, la carga eléctrica es
una propiedad intrínseca de
algunas partículas subatómicas que se
manifiesta mediante atracciones y
repulsiones que determinan las
interacciones, electromagnéticas entre
ellas. La materia cargada eléctricamente es
influida por los campos electromagnéticos,
siendo a su vez, generadora de ellos. La
interacción entre carga y campo eléctrico
origina una de las cuatro interacciones: la
interacción electromagnética. Desde el
punto de vista del modelo estándar la
carga eléctrica es una medida de la
capacidad de la partícula para

11. UNA EXPLICACIÓN MAS:
• La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la
materia.
• Se manifiesta a través de ciertas fuerzas, denominadas
electroestáticas, que son las responsables de los
fenómenos eléctricos.
Su influencia en el espacio puede describirse con el
auxilio de la noción física de campo de fuerzas. El
concepto de potencial hace posible una descripción
alternativa de dicha influencia en términos de energías.
https://www.youtube.com/watch?v=lhDpdffFqWs

12. • Un experimento sencillo sirvió de apoyo a Franklin para avanzar en
la descripción de la carga eléctrica como propiedad de la materia.
Cuando se frota la barra de vidrio con el paño de seda, se observa
que tanto una como otra se electrizan ejerciendo por separado
fuerzas de diferente signo sobre un tercer cuerpo cargado. Pero si
una vez efectuada la electrificación se envuelve la barra con el
paño de seda, no se aprecia fuerza alguna sobre el cuerpo anterior.
Ello indica que a pesar de estar electrificadas sus partes, el
conjunto paño barra se comporta como si no lo estuviera,
manteniendo una neutralidad eléctrica.
• Este fenómeno fue interpretado por Benjamín Franklin para
introducir EL PRINCIPO DE CONSERVACION DE LA CARGA , según el
cual cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de

13. LEY DE COULOMB
• En 1784, el físico francés Charles Augustin Coulomb,
descubrio la ley cuantitativa de las fuerzas entre dos
cargas puntuales, midiendo las fuerzas de atracción o de
repulsión, utilizando una balanza de torsión como se
muestra en la figura
Cargas puntuales son aquellas cuyas dimensiones
geométricas son despreciables comparadas con
las distancias de separación entre ellas. Es decir,
las cargas se pueden considerar como puntos
cargados eléctricamente.

14. LEY DE COULOMB
• Es una ley fundamental que rige las interacciones en los puntos en reposo.
• La cual establece que la fuerza entre dos cargas puntuales varían con el producto de
la magnitud de las cargas en inversamente a su separación elevada al cuadrado.
• Ley de coulomb
• 𝐹 =
𝑞1∗𝑞2
𝑟2 DONDE K=Constante de proporcionalidad = 9*109 𝑁𝑚2
𝑐2
q1*q2= cargas q=cantidad de carga transportada
por una corriente i en un tiempo t
𝑟2= separación entre cargas
• c=coulomb= Es la cantidad de carga eléctrica que al actuar sobre otra igual ejerce
una fuerza de 9*109 N cuando están separadas un metro de distancia. LO QUE ES = 1
ampere x segundo
i= corriente
∑ 0 : Constante de permitividad eléctrica en el vacío y su valor es:
• ∑0 = 8.85 x 10'12 coul2/nw.m2 (vacio)

15. •Para casos en que hay varias cargas y se desea
saber la fuerza total resultante se hace la suma
vectorial de las debidas fuerzas a cada una de
las cargas.
•Esto se conoce con el nombre de
supercompocicion.

16. CAMPO ELÉCTRICO, INTRODUCCIÓN
• La ley de Coulomb es un ejemplo de lo que se conoce como una ley de acción
a distancia.
• Proporciona una manera directa de calcular la fuerza sobre una carga dada
cuando se conoce su posición relativa con respecto a la carga fuente.
• La ley de Coulomb no Incluye la descripción de como "sabe" la primera carga
que la otra se encuentra ahí. Por ejemplo, si se varia la posición de la carga
fuente, la fuerza ejercida sobre la otra carga también varia y se obtiene
nuevamente por la ley de Coulomb. Esto implica que la variación ocurre
instantáneamente, pero no hay indicación de como se pasa
• a este estado alterado. Como resultado de estas y otras consideraciones
similares, se ha encontrado conveniente y útil realizar una división mental de
la interacción entre ambas cargas para presentar dos aspectos: primero, se
asume que la carga fuente produce "algo" sobre el punto del espacio y,
segundo, que este "algo" actúa sobre la carga que se encuentra en el punto
del espacio, produciendo de esta manera la fuerza que actúa sobre ella.

17. CAMPO ELÉCTRICO
• James Clerk Maxwell, define el campo eléctrico en la siguiente forma:
• "El campo eléctrico es la porción del espacio, en la vecindad de los
cuerpos
• electrizados, en la cual se manifiestan fenómenos eléctricos"; al cuerpo
• eléctrico se le atribuyen propiedades necesarias para que produzca los
fenómenos eléctricos.
• Se entiende desde este punto de vista que el campo en general es una
modificación del espacio, debido a las propiedades fundamentales de la
materia como por ejemplo la carga y la masa.
• https://www.youtube.com/watch?v=QVesXdHYRcw
• https://www.youtube.com/watch?v=5777EfALW2A
• https://www.youtube.com/watch?v=dtKeuPKcbYQ (experimento)
• https://www.youtube.com/watch?v=XCbSF-ZenKo (varios experimentos

18. INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO
• La intensidad del campo eléctrico en un punto del espacio es la
• manifestación de que la materia esta cargada y se define como la
fuerza
• ejercida sobre una carga de prueba Q0 positiva colocada en ese
punto.

19. LEY DE GAUSS
• En este capitulo se describe un procedimiento alternativo
para calcular
• campos eléctricos siempre y cuando haya una alta simetría
en la distribución de carga conocido como Ley de Gauss.
Este enfoque se basa en el hecho de que la fuerza
electrostática entre cargas puntuales es una ley del
reciproco del cuadrado de la distancia entre ellas.
• Además, la ley de Gauss sirve como guía para comprender y
resolver problemas mas complicados.

20. EL FLUJO ELÉCTRICO
• Es la medida del numero de líneas que atraviesan un campo.
• Cuando la superficie esta siendo atravesada, el numero total de
líneas que pasan a través de cada superfice es proporcional a la
carga que esta en el interior de ella.

21. LEY DE GAUSS
• La ley de Gauss se aplica a cualquier superficie hipotética
cerrada (superficie gaussiana). Establece una relación entre el
flujo eléctrico para la superficie y la carga neta encerrada por
dicha superficie.
• Consideremos una superficie gaussiana con una carga neta Qn
encerrada en la superficie como se muestra en la figura .
• El elemento de flujo eléctrico que atraviesa un elemento de
área es,

22. • Debido a que las cargas, o mejor, el exceso de carga es de un
mismo signo, se repelen entre si de tal forma que tratan de
estar lo mas alejadas posible unas de otras, esto lo consiguen
cuando estan en la superficie del
• conductor.
• Si se aplica la ley de Gauss dentro del conductor (Fig 3.3) se
demuestra que la carga en exceso no se encuentra dentro de
el, por lo tanto, dicha carga debe encontrarse en la superficie
misma del conductor.

23. POTENCIAL ELÉCTRICO
• El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es
el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover
una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de
referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra
forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer
una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el
punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad
constante. Matemáticamente se expresa por:
• V=
𝑤
𝑞
• La unidad del Sistema Internacional es el voltio (V).
• Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial
forman una superficie equipotencial. Una forma alternativa de ver al
potencial eléctrico es que a diferencia de la energía potencial eléctrica

24. DIFERENCIA DE POTENCIAL
ELECTROSTÁTICO
• La diferencia de potencial electrostático entre dos puntos a y b
en un
• campo eléctrico se define como el trabajo que debe hacer un
agente externo
• para mover una carga de prueba Q0 desde el punto a hasta el
punto b
• conservándola siempre en equilibrio