La ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. La fuerza es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión si son del mismo signo. El principio de superposición establece que la fuerza total sobre una carga es igual a la suma vectorial de las fuerzas individuales ejercidas por cada una de las demás cargas.

1. LEY DE COULOMB
KEVIN SEBASTIAN ESPIN SEGOVIA
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L
NRC 7839 – FISICA FUNDAMENTAL
ELECTRONICA Y AUTOMATIZACION

2. MATERIA Y CARGA ELECTRICA
CUALQUIERA QUE SEA SU FORMA, LA MATERIA ESTÁ CONSTITUIDA POR LAS
MISMAS ENTIDADES BÁSICAS, LOS ÁTOMOS. ESTOS A SU VEZ ESTÁN FORMADOS
POR PARTÍCULAS ELEMENTALES PORTADORAS DE CARGA ELÉCTRICA, ESTAS SON:
• PROTONES: SE SITÚAN EN EL NÚCLEO DEL
ÁTOMO, EN ELLOS RESIDE LA CARGA POSITIVA.
• ELECTRONES: SE SITÚAN EN LA CORTEZA DEL
ÁTOMO, EN ELLOS RESIDE LA CARGA NEGATIVA.
• OBJETO CARGADO: EXCESO DE ELECTRONES (NEGATIVA) O
PROTONES (POSITIVA)

3. CARGA ELECTRICA
LA CARGA ELÉCTRICA (Q) ES UNA PROPIEDAD FUNDAMENTAL DE LA MATERIA
ESPECÍFICAMENTE DE SUS PARTÍCULAS ELEMENTALES, CARACTERIZADA A PARTIR DE
LA FUERZA ELECTROSTÁTICA, TAMBIÉN SE DICE QUE ES UNA MAGNITUD
FUNDAMENTAL DE LA FÍSICA, RESPONSABLE DE LA INTERACCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA.

4. CARACTERISTICAS DE CARGA ELECTRICA
a) DUALIDAD DE LA CARGA: TODAS LAS PARTÍCULAS CARGADAS PUEDEN
DIVIDIRSE EN POSITIVAS Y NEGATIVAS, DE FORMA QUE LAS DE UN MISMO
SIGNO SE REPELEN MIENTRAS QUE LAS DE SIGNO CONTRARIO SE ATRAEN,
ESTO ULTIMO SE CONOCE COMO PRIMERA
LEY DE LA ELECTROSTÁTICA
LAS CARGAS ELÉCTRICAS DEL MISMO TIPO INTERACCIONAN REPELIÉNDOSE Y LAS
CARGAS DE DISTINTO TIPO INTERACCIONAN ATRAYÉNDOSE. LA MAGNITUD DE
ESTA INTERACCIÓN VIENE DADA POR LA LEY DE COULOMB.

5. b) CONSERVACIÓN DE LA CARGA: EN CUALQUIER PROCESO FÍSICO, LA CARGA
TOTAL DE UN SISTEMA AISLADO SE CONSERVA. ES DECIR, LA SUMA ALGEBRAICA
DE CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS PRESENTE EN CIERTO INSTANTE NO VARÍA
• POR ELLO EN TODO PROCESO, FÍSICO O QUÍMICO, LA CARGA ELÉCTRICA NO SE
CREA NI SE DESTRUYE, SÓLO SE TRANSFIERE.
• c) CUANTIFICACIÓN DE LA CARGA: LA CARGA ELÉCTRICA SIEMPRE SE PRESENTA
COMO UN MÚLTIPLO ENTERO DE UNA CARGA FUNDAMENTAL E . ES DECIR: Q =
± N ∙ E
• EN EL S.I LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA SE DENOMINA COULOMB (SÍMBOLO
C). SE DEFINE COMO LA CANTIDAD DE CARGA QUE PASA POR LA SECCIÓN
TRANSVERSAL DE UN CONDUCTOR ELÉCTRICO EN UN SEGUNDO, CUANDO LA
CORRIENTE ELÉCTRICA ES DE UN AMPERIO (1 A).
• POR LO TANTO E ES APROXIMADAMENTE 1,602 X1019 C.

6. TIPOS DE MATERIALES
• UN CONDUCTOR: ES UN MATERIAL A TRAVÉS DEL CUAL SE TRANSFIERE
FÁCILMENTE LACARGA, DEBIDO A QUE PRESENTA POCA OPOSICIÓN AL FLUJO DE
LA CORRIENTE ELÉCTRICA.
EJEMPLO: LOS METALES (COBRE, ORO, PLATA, HIERRO, ETC.)
• UN AISLANTE: ES UN MATERIAL QUE SE RESISTE FUERTEMENTE AL FLUJO DE LA
CARGA ELÉCTRICA.
EJEMPLO: PLÁSTICO, PAPEL, MADERA, MICA, POLIETILENO, ETC.
• UN SEMICONDUCTOR ES UN MATERIAL CON CAPACIDAD INTERMEDIA PARA
TRANSPORTAR CARGA ELÉCTRICA.
• EJEMPLO: SILICIO Y GERMANIO

7. LEY DE COULOMB
• LA MAGNITUD DE CADA UNA DE LAS FUERZAS ELÉCTRICAS CON LAS QUE
INTERACTÚAN DOS CARGAS PUNTUALES EN REPOSO ES DIRECTAMENTE
PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE LA MAGNITUD DE AMBAS CARGAS E
INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE LAS
SEPARA Y TIENE LA DIRECCIÓN DE LA LÍNEA QUE LAS UNE. LA FUERZA ES DE
REPULSIÓN SI LAS CARGAS SON DE IGUAL SIGNO, Y DE ATRACCIÓN SI SON DE
SIGNO CONTRARIO.

8. LEY DE COULOMB
q1 y q2 : son las cargas en Coulomb.
r : es la distancia en metros.
k : es una constante que depende del medio; en el vacío
corresponde aproximadamente a 9 x 109 (N·m2)/C2
Fe: es la fuerza en Newton.

9. • LA SIGUIENTE IMAGEN ILUSTRA LA DEFINICIÓN DE LA LEY DE COULOMB. EN EL
EJEMPLO TENEMOS DOS CARGAS PUNTUALES IGUALES A 1 COULOMB Y
SEPARADAS POR R METRO, EN EL VACÍO.
CONSIDERAR
• SE APLICA A CARGAS PUNTUALES. LA FUERZA ELÉCTRICA ES UNA MAGNITUD
VECTORIAL, POR LO TANTO, HAY QUE CONSIDERAR SUMA DE VECTORES. LA LEY
DE COULOMB O FUERZA DE COULOMB ESTABLECE EL VALOR DE UNA FUERZA
ELECTROSTÁTICA.

10. • FUERZA DE ATRACCIÓN O GRAVITATORIA .
• A FUERZA GRAVITACIONAL ENTRE DOS CUERPOS ES DIRECTAMENTE
PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE SUS MASAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL
AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE LOS SEPARA. MATEMÁTICAMENTE SE
EXPRESA DE LA SIGUIENTE FORMA:
•G es la constante de gravitación universal, G = 6,67·10-11 N·m2/kg2
•M y m son las masas de los cuepos que interaccionan
•r es la distancia que los separa.
•u→r es un vector unitario que expresa la dirección de actuación de la fuerza.

11. Si el medio en el que se encuentran las cargas es distinto al
vacío, se comprueba que la fuerza eléctrica es  veces
menor, de esta forma se define la Permitividad del Medio
como e = ´.eo.. Siendo ´ la Constante Dieléctrica del
Medio

12. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
• COMO LEY BÁSICA ADICIONAL, NO DEDUCIBLE DE LA LEY DE COULOMB, SE
ENCUENTRA EL PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN:
"LA FUERZA TOTAL EJERCIDA SOBRE UNA CARGA ELÉCTRICA Q POR UN CONJUNTO
DE CARGAS DISCRETAS SERÁ IGUAL A LA SUMA VECTORIAL DE CADA UNA DE LAS
FUERZAS EJERCIDAS POR CADA CARGA SOBRE LA CARGA .”

13. SIMULACIONES DE LEY DE COULOMB CON 2
CARGAS