Tema: Campo eléctrico
Imagina. Estas sentado cerca de Ruperta, una joven muy linda que usa un perfume muy agradable. Pero Ruperta tiene su amorcito, él llega y … tienes que irte.
Ahora piense en su perfume ya no lo hueles, pero su perfume esta ahí con ella él lo disfruta.
Hay dos cargas Q y q0 existe una fuerza eléctrica entre ellas …. Nos podemos hacer una pregunta ¿si q0 no está? …
Existe algo alrededor de la carga Q ¿cierto o falso?
Ese algo que rodea a la carga se conoce como CAMPO ELECTRIO CE
Para definir en forma univoca usamos el concepto de carga de prueba
Sea q0 muy pequeña ¿para qué? ……….
Sea q0 positiva ¿por qué? ……….
Denotamos al CE por
E
0
F
E
q
¿Cuáles son sus unidades?
Ejercicios
Tema: Campo eléctrico 2. Interprete el grafico
3.-Hallar e l CE de un hilo recto cargado uniforme Q de longitud l sobre una carga puntual ubicado a una distancia a del extremo cercano
.
(
)
kQ
E
i
a l
a
4. Una carga eléctrica Q, positive está distribuida uniformemente a lo largo de una línea con longitud 2a que se ubica sobre el eje y, entre y = -a y y= +a. a) Halle el CE en el punto P sobre el eje x, a una distancia x del origen
2 2
kQ
E i
x x a
b) Explora e interpreta lo que sucede si
x
a
2
kQ
E
i
x
Tema: Campo eléctrico
2
Q
a
2 0
2
(
)
1
E
i
x
x
a
0
2
E
i
x
5.-Hallar el CE de un hilo recto infinito cargado uniforme Q en el punto P ubicado a una distancia y
6.- a) Hallar el CE de un anillo de carga uniforme Q radio a sobre una carga puntual q0 ubicado en a una distancia d del eje del anillo.
2 2 3 / 2
(
)
kQx
E
i
a
x
Tema: Campo eléctrico
2
kQ
E
i
x
7. Halle el CE de un disco de radio a cargado uniforme Q sobre una carga puntual q0 a una distancia d
Disquito, naranjita de huando
2 2 0
1
1
(
)
2
x
E
i
x
a
x
7. Use la relación anterior para hallar el CE de un plano infinito sobre una carga
0
q ubicada a una distancia d
0
2
E
i
Alguna conclusión very important ¿esta seguro?
¿Por que cree que es importante este resultado si no podemos construir planos infinitos?
Tarea
Tema: Campo eléctrico
Líneas de CE ¡Mirando los CE!
Sea una carga Q una carga de prueba q0 ¿cuál es su destino?
Imagina que deja un trazo ¡ indica su sentido!
Sea una carga Q - una carga de prueba q0 ¿cuál es su destino?
Imagina que deja un trazo ¡indica su sentido!
Tema: Campo eléctrico
¿Dónde es mas intenso el CE?
¿Las líneas de CE se pueden cruzar? Si o No ¿por qué?
Construye 5 reglas para las líneas del CE
I. Salen de las cargas…. II. Entran hacia las cargas…
III. Son más……….. En las zonas donde el CE es mas…. y
IV En general El CE es……….. En cada punto de las líneas de campo. V. Nunca pero nunca se……
Dibuja las líneas de CE para dos cargas (positiva y negativa, positiva y positiva)
Tema: Campo eléctrico
¿Cómo son las líneas del CE de un plano infinito ?
¿Cuál es el valor del CE en las diferentes zonas?
¿Cómo son las líneas del CE de un plano infinito -?
¿Cuál es el valor del CE en las diferentes zonas?
¿Cómo son las líneas del CE de dos planos infinitos y negativo paralelos?
¿Cuál es el valor del CE en las diferentes zonas?
¿Alguna critica?
¿Por qué es importante su estudio si no se pueden construir planos infinitos?
Tema: Campo eléctrico
Tarea. Ubica varios planos paralelos con diferentes densidades y halla el CE en una zona.
El vuelo de la partícula cargada en el CE uniforme Movimiento de partículas cargadas en un CEU
Aplicando cinemática (prohibido usar integral) Halle el punto de impacto en la pantalla
¿Y si la pantalla se desplaza hacia la derecha? ¿Debe estar al vació? Ahí
¿Por qué no considera la gravedad?
Tarea. Averigüe que dispositivos funcionan con este principio
Tema: Campo eléctrico Dipolo Eléctrico
Dos cargas de igual magnitud y signo opuesto separados una distancia fija d Importancia.-…
a) usando su Geometría analítica vectorial en función de
r a
,
b) En coordenadas cartesianasc) En coordenadas polares
d) usando geometría
Aplique para el caso particular
Tema: Campo eléctrico
¿Interpreta el gráfico?
Relación matemática de las líneas de CE de un dipolo
r
kd
E
r
d
E
como
//
Tal que k Rkrd E
kdr Er
r
r
r
r
Tema: Campo eléctrico
rd
dr
E
E
rFuerza y par de torsión de un dipolo eléctrico
¿Qué fuerzas y pares de torsión experimenta un dipolo cuando se coloca en un CE externo?
Las fuerzas son F qE, F qE FR 0 lo que significa que no hay movimiento de traslación pero si hay movimiento de rotación
Si definimos p qd como el momento dipolar eléctrico Tomando torque respecto a la posición de la carga negativa
d xF qd xE pxE
Su magnitud es
El par de torsión siempre tiende a hacer que p se alinea con E
dr
rd
d
u
rd
u
dr
r
Tema: Campo eléctrico
La posición con 0 donde p E es una posición de equilibrio estable
La posición con donde pantiparaleloE es una posición de equilibrio inestable
Tareas
a) ¿Cual es la dirección del torque en el grafico? b) ¿Cuando es máximo el par de torsión? y ¿mínimo?
Energía potencial de un dipolo eléctrico
Cuando un dipolo cambia su dirección en un CE, el par de torsión realiza trabajo sobre él, con el cambio de su energía potencial
El trabajo
dW
d
dU
d
pE sen d
2
.
U pE sen d pE cos p E
Se suele escoger
2 como la posición inicial
Vemos que
U tiene su valor mínimo U pE en la posición de equilibrio estable U tiene su valor máximo U pE en la posición de equilibrio inestable
