electrostatic

Física II

Modalidad de trabajo:Clases teóricas, 4hsClases prácticas de aula 2,5hsClases de laboratorio 1,5hs con presentación

de informe,Condiciones de regularidad, notas de

parciales + notas de exposiciones + notas de trabajos extra.

Bibliografía: Física universitaria, vol 2, Sears Zemansky Young Friedman

Física vol 2 Resnick Halliday

Física II

Electricidad

Electrostática

Electrodinámica

Electromagnetismo

Magnetismo

Óptica

Ley de Coulomb, Ley de Gauss, Ley de Ampere, Ley de Faraday, Ley de Ohm, Leyes de Kirchhoff.Ecuaciones de Maxwell.

Carga eléctrica

Carga eléctrica, propiedades

1. La carga eléctrica se conserva

2. La carga eléctrica está cuantizada

La unidad SI de la carga es el Coulomb, C: [q]= C

Conductores, aislantes, cargas inducidas

Algunos materiales permiten como el cobre tienen electrones libres y se mueven con facilidad en el material, se trata de los conductores.

Otros no permiten esta facilidad para el movimiento de los electrones, son los aislantes,

Conductores, aislantes, cargas inducidas

Fuerza eléctrica- Ley de Coulomb.

Recordemos que la fuerza es una magnitud vectorial

Constantes fundamentales, unidades

Ejemplo, fuerza eléctrica. T de superposicionEl cálculo de F se da para dos cargas

puntuales, pero qué sucede si necesitamos calcular la fuerza sobre una tercera carga ?

Para ello usaremos el teorema de superposición, que nos dice que debemos considerar las interacciones de a pares y luego realizar la suma VECTORIAL correspondiente

Solución1. Calcular la fuerza sobre q3 a causa de q12. Calcular la fuerza sobre q3 a causa de q23. Sumar los efectos, vectorialmente.

Campo eléctrico

[E]=N/C

Campo eléctrico- Dirección y sentido

Campo producido por una carga puntual

Calculo de campos eléctricos. Ejemplo

Cálculo de campos en distribuciones continuas de carga

Cálculo de E producido por una línea infinita de cargaEl procedimiento a seguir consiste en considerar una porción diferencial de carga y estudiar el campo que produce, un diferencial de campo eléctrico.Luego sumar los efectos de todas las cargas diferenciales a fin de obtener el campo eléctrico total, es decir que acudiremos al Cálculo utilizando la operación integral (que en definitiva es una sumatoria)

En este caso, la barra se orienta en la dirección y (cualquier segmento en esta dirección es dy).Entonces tomamos un diferencial de carga en esta dirección: dQ, cada uno de estos actúa como una carga puntual. El objetivo es calcular el campo E en el punto P.

El campo producido por dq es dE.

Cálculo de E producido por una línea infinita de carga

Si la carga se distribuye de manera uniforme en toda la barra, entonces la densidad será:

Entonces la carga dQ en un segmento dy es:

La distancia r entre este segmento y P es:

Por lo tanto la magnitud del campo será:

En términos de sus componentes :

Analizando, se ve que si sumamos las contribuciones de todos los dq a lo largo de la barra, las componentes “y” se anularan (por simetría)y el campo solo estará presente en la dirección x.

Para lograrlo debemos integrar dE desde y=a hasta y= -a.

Continuación

Para lograrlo, usar de la tabla de integrales

Cálculos auxiliaresDe la tabla de integrales:

En este caso la variable es la “y” por lo tanto la constante a, será x2

Cálculo de E producido por una lámina infinita de carga

Ahora dividimos al anillo en pequeños segmentos ds ubicados a una distancia r del punto P.

Si x>>a se obtiene una expresión de campo para carga puntual.

Campo de un disco uniforme de carga

La componente dEx del campo es:

Entonces

Campo de un disco uniforme de cargaResultando:

Cuando R>>x se vuelve insignificante por lo tanto, el campo resulta

Notar que no depende de la distancia al disco,Ejemplo Solución:

Líneas de campo eléctricoUna línea de campo es una recta o curva imaginaria trazada en el espacio, tangente al vector campo E

Dipolo eléctrico

Flujo eléctrico, ley de Gauss