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1. FÍSICA 2
FACULTAD DE INGENIERIA
Sesión N° 01
Carga eléctrica y
Fuerza Eléctrica
Huancayo . Perú
2 019

2. 2
Propósito
Después de terminar esta unidad deberá:
• Explicar, cómo se cargan eléctricamente los cuerpos.
• Definir y aplicar la ley de Coulomb a problemas que involucran fuerzas
y campos eléctricos.
• Calcular la fuerza electrostática resultante para un conjuntos de cargas
puntuales generado. (Principio de superposición).
• Resolver problemas sobre fuerzas eléctricas aplicadas a la vida real.

3. 08/02/2024 3
La carga eléctrica
• La carga eléctrica, como la masa, es
una propiedad fundamental de la
materia. Existen dos tipos de carga
eléctrica: positiva y negativa
(protones y electrones)
• Las cargas eléctricas del mismo
signo se repelen y las cargas de
signos contrarios se atraen.
• Las características y propiedades de
los átomos y moléculas se deben a
las interacciones eléctricas entre las
partículas que los componen.

4. 08/02/2024 4
Propiedades de la carga eléctrica
La unidad de carga en el SI es el
coulomb y su símbolo es C. Los
valores típicos de carga se
expresan utilizando prefijos.
Prefijo micro → 1 C = 10 – 6 C
Prefijo nano → 1 C = 10 – 9 C
Prefijo pico → 1 pC = 10 – 12 C
Donde e es la carga fundamental y su valor es: e = 1,60217733 x 10 – 19 C
Neutrón
Protón
Electrón
cero
1,6786 x 10 - 27 kg
+ e
1,6726 x 10 - 27 kg
- e
9,1094 x 10 - 31 kg
Carga
Masa

5. 08/02/2024 5
Propiedades de la carga eléctrica
Un cuerpo es eléctricamente
neutro si la suma de todas las
cargas es nula.
Un átomo, inicialmente
neutro, que pierde electrones
queda cargado positivamente
y se le llama ión positivo.
Un átomo, inicialmente
neutro, que gana electrones
queda cargado negativamente
y se le llama ión negativo. Carga elemental negativa
Carga elemental positiva
Cuerpo con carga nula
# cargas negativas=# cargas positivas
Cuerpo cargado positivamente
# cargas negativas<# cargas positivas
Cuerpo cargado negativamente
# cargas negativas># cargas positivas

6. Principio de Conservación de la carga
La carga no se crea ni se destruye, se transfiere.
• Entre átomos
• Entre moléculas
• Entre cuerpos
La cantidad de carga eléctrica se conserva.
La suma de todas las cargas de un sistema cerrado es constante

7. Polarización de la carga
La polarización de carga: consiste en un reordenamiento de las cargas
eléctricas al interior de un cuerpo.
Se dice que un cuerpo tiene la carga eléctrica polarizada cuando la carga negativa
está en un extremo y en el otro está la carga positiva. Se produce por el
desplazamiento de los electrones, sin embargo la carga neta de la esfera
permanece nula.

8. Formas de electrizar un cuerpo
Electrización por frotamiento: cuando un objeto se frota con otro, sus átomos
interactúan, y se produce una transferencia de electrones entre un cuerpo y otro.
El bolígrafo se carga negativamente debido al exceso de electrones
La tela se carga positivamente debido a la deficiencia de electrones.
Los electrones se mueven de la tela al bolígrafo
El bolígrafo cargado negativamente induce una polarización de las
cargas en los papelitos, como resultado se produce una atracción entre
ambos cuerpos.

9. 9

10. Electrización por inducción
Se produce cuando acercamos, sin tocar, un
cuerpo cargado a uno neutro para
inicialmente polarizarlo, es decir, separa las
cargas negativas de las positivas en él, y
luego se conecta a tierra o a otro material
para permitir la circulación de electrones y
provocar un exceso o déficit de ellos en el
cuerpo.

11. Ley de Coulomb
08/02/2024 11
“La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas
eléctrica puntuales es directamente proporcional al
producto de ambos e inversamente proporcional al
cuadrado de su distancia que los separa”
r
F
F
F F
+
+
+
q1
q1
q2
q2
Ecuación escalar
12 2 2
0 8.854 10 C Nm
−
 = 
𝛆0 = Permitividad en el vacío:
𝐹 = 𝑘
𝑞1𝑞2
𝑟2
𝑘 =
1
4π𝜀0
≈ 9𝑥109
𝑁. 𝑚2
𝐶2

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k = constante eléctrica (o de Coulomb)
• La constante eléctrica también
se expresa como:
• Donde  se denomina
permisividad eléctrica del
medio.
Material  (C2/N∙m2) k (N∙m2/C2)
Vacío 8,85×10-12 9,00×109
Parafina 1,90×10-11 4,16×109
Mica 5,76×10-11 1,38×109
Papel
parafinado
1,95×10-11 4,09×109
Poliestireno 9,30×10-12 8,56×109
Baquelita 3,90×10-11 2,04×109
C-irbolito 3,54×10-11 2,25×109
Vidrio orgánico 3,01×10-11 2,64×109
𝐹 = 𝑘𝑚
𝑞1𝑞2
𝑟2
𝑘𝑚 =
1
4π𝜀

13. 13
Principio de superposición
"La fuerza total ejercida sobre una carga eléctrica Q por un conjunto de cargas q1, q2, q3,
… , qn será igual a la suma vectorial de cada una de las fuerzas ejercidas por cada carga qi
sobre la carga Q.”
En el plano (R2):
( ) ( )
R
F Fx i Fy j
= +
 
1
F
2
F
3
F 4
F
∝1
∝2
∝3
∝4 X
Y
Punto de
aplicación
q1
q2
q3
q4
q5
Módulo o magnitud:
Fuerza resultante:
( ) ( )
2 2
R
F Fx Fy
= +
 

14. R 1 2 3 n
F F F F .............. F
= + + + +
1
1 1 AP
F F u
=
1
1
1 2
AP
q q
F K
r
=
Fuerza resultante del sistema de cargas:
Fuerza eléctrica 1:
Ecuación escalar:
Vector unitario: 1
1
A P
1
AP
u
AP
=
14
. . . .
.
.
.
.
.
X
Y
Z
q
A
q1
q2
q3
q4
qn
Sistema de “n” cargas
puntuales
Punto de
aplicación
En el espacio (R3):
1 1
AP P A
= −
Vector 1 2
P P :
P1

15. 15
Fuerza eléctrica y Campo Eléctrico para cargas puntuales
Ecuación Escalar:
2
2
q
F 1
E
q K r
= =
(E)
F =
Donde:
Intensidad de campo eléctrico ó campo eléctrico
Fuerza eléctrica que ejerce sobre la carga eléctrica q2 en el punto P del
campo eléctrico (N)
q2 =
Ecuación vectorial:
2
F
E
q
=
Carga eléctrica de prueba del punto P
Unidad: (N/C)
q


16. PROBLEMAS A RESOLVER de la
practica dirigida
16