Campo Eléctrico y Potencial Eléctrico

1. Campo Eléctrico y Potencial Eléctrico Marzo de 2012 Prof.: Lorena Céspedes

2. Líneas de campo eléctrico • El concepto de líneas de campo (o líneas de fuerza) fue introducido por Michael Faraday (1791-1867). Son líneas imaginarias que ayudan a visualizar cómo va variando la dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro del espacio. Indican las trayectorias que seguiría la unidad de carga positiva si se la abandona libremente, por lo que las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas:

4. Otro ejemplo de campo eléctrico, observen las diferencias en las líneas de campo. ¿Cuál carga es mayor?

5. Propiedades de las líneas de campo • El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto. • Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas. • El número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional a dicha carga. • La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico en dicho punto. • Las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían dos vectores campo eléctrico distintos. • A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual.

6. Potencial eléctrico, V

7. Energía Potencial, U La diferencia de potencial se mide en volt, por tanto podemos decir que en un campo eléctrico existe una diferencia de potencial de 1 volt cuando empleamos 1 joule para mover una carga de 1 culomb.

9. Ejercicio n°1: Fuerza eléctrica Ejercicio: Tres cargas puntuales se encuentran a lo largo del eje x, como se muestra en la fig. 23.8. La carga positiva q1 = 15μC. Esta en x = 2 m, la carga positiva q2 = 6 μC esta en el origen y la fuerza resultante que actúa sobre q3 es cero. ¿Cuál es la coordenada x de q3 ?

10. Ejercicios n°2: Conceptuales • Establezca la distinción entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica • Una carga negativa se mueve en dirección de un campo eléctrico uniforme. ¿La energía potencial de la carga aumenta o disminuye? • Un campo eléctrico uniforme es paralelo al eje x. ¿En qué dirección puede desplazarse una carga en este campo sin que se haga ningún trabajo externo sobre la misma?

11. Ejercicios N°3: Potencial, energía y más… • Determine el potencial eléctrico a 9cm de un cuerpo puntual cuya carga eléctrica es de -9µC. • ¿Qué potencial existe en un punto de un campo eléctrico si el campo tuvo que efectuar un trabajo de 0,24 J para trasladar una carga de 8μC desde ese punto hasta el infinito? • Calcular el potencial eléctrico en el punto medio entre dos cargas separadas 6 m en el aire cuando las cargas son10-8y -10-8C • Si tenemos una carga Q1=100 nC, en el vacío, situada en un punto de coordenadas (2,0); calcular potencial eléctrico que se origina en el punto de coordenadas (0,2).

12. Referencias: • http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/fuerza_electr.html • Libro de texto entregado. • Ejercicios resueltos: http://fisica.usach.cl/~plananual/pdf/cap12_9_ejepotelectrico.pdf • http://profe-alexz.blogspot.com/2010/10/potencial-electrico-problemas-resueltos.html • http://redesformacion.jccm.es/aula_abierta/contenido/97/387/3068/ELE_U1_T1/14_potencial_elctrico.html