•  Es aquella región de espacio que rodea a una carga eléctrica.

•  Este campo funciona como

transmisor mediante el cual una carga interactúa con otra que está a su alrededor

•  Una pequeña carga positiva q sirve para detectar si en un punto existe un campo eléctrico generado por una carga Q. Si «q» sufre atracción o repulsión, significa que en dicho punto existe un campo eléctrico

¿CÓMO DETECTAR UN CAMPO ELÉCTRICO?

CAMPO ELÉCTRICO !E

El concepto de campo no se limita solo a la electrostática. De manera que decimos que alrededor de la Tierra (o en torno a cualquier cuerpo material) existe un campo gravitacional, pues una masa m colocada en cualquier punto del espacio alrededor de la Tierra, queda sometida a la acción de la fuerza gravitatoria

CARACTERÍSTICAS DEL VECTOR CAMPO ELÉCTRICO 1.MAGNITUD está dada por la fuerza eléctrica que actúa por unidad de carga

⎛ ⎞ →⎜ ⎟⎝ ⎠ 2F N KQE = E =q C r

2. DIRECCIÓN Y SENTIDO Están dados por la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre la carga de prueba positiva colocada en el punto

1.  La carga de prueba q no aparece en esta expresión. Concluimos que la intensidad del campo en un punto no depende de la carga de prueba

2. La intensidad o magnitud del campo es proporcional a la carga Q que origina el campo

3. La magnitud del campo es inversamente proporcional al cuadro de la distancia

OBSERVACIONES:

+ r

E

2r E4

3r

E9

+

+

+

E16 4r

Campo creado por varias cargas puntuales:

•  El campo resultante en el punto P es el resultado de sumar vectorialmente cada uno de los campos individuales creados por las cargas «principio de superposición»

¿Hacia donde apunta el campo resultante en P?

EJEMPLOS 1.- Para la situación de la figura: a)  Determina el campo eléctrico en P debido a la carga Q= 4 µC b)  ¿Qué fuerza experimenta una carga q = 5 µC ubicada en P?

2.- Determina el campo eléctrico en P debido a la carga Q= 3 µC

3.- Determina el campo eléctrico resultante en P debido a las cargas Q1=6x10-8 C y Q2 =4x10-8 C 4.- Determinar x sabiendo que en P el campo eléctrico es nulo Q1= 2 µC; Q2=8 µC

5.- Determina el campo eléctrico resultante en P debido a Q1 y Q2

Q1=4 µC ; Q2=3 µC

LÍNEAS DE FUERZA

Concepto introducido por Michael Faraday con la finalidad de representar el campo eléctrico mediante diagramas

El método consiste en trazar líneas que apunte en la dirección del vector campo eléctrico. Estas líneas se denominan «líneas de fuerza»

LÍNEAS DE FUERZA

¿QUÉ INFORMACIÓN ENTREGAN LAS LÍNEAS DE FUERZA?

REGLAS PARA DIBUJAR LAS LÍNEAS DE FUERZA

Nacen desde las cargas positivas

Convergen en las cargas negativas

En las zonas donde las líneas están más cercanas el campo es

más intenso

El vector campo eléctrico es tangente a la línea de campo

LÍNEAS DE FUERZA •  Otras configuraciones:

LÍNEAS DE FUERZA La dirección del campo eléctrico en un punto cualquiera es

tangente a la línea de campo que pasa por ese punto.

Las líneas de fuerza salen de las cargas positivas y

entran en las cargas negativas

El vector campo eléctrico es tangente a la línea de

fuerza

Ejemplo: Dibuja el vector campo eléctrico en los puntos P1 y P2

¿Cómo se logra?

•  Ubicando dos placas planas y paralelas separadas una distancia «d» pequeña en comparación con el tamaño de las placas. Las placas deben tener la misma cantidad de carga pero de signos contrarios.

•  El campo eléctrico siempre se orienta de la placa positiva a la negativa

•  Se tiene un campo eléctrico uniforme cuando presenta la misma magnitud (intensidad), dirección y sentido en todos los puntos del espacio

CAMPO ELECTRICO UNIFORME O CONSTANTE

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

-

MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME Movimiento perpendicular al campo

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

-

MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME Movimiento paralelo al campo

Las partículas cargadas quedan sometidas a una fuerza constante que provoca una aceleración constante (MRUA)

Aceleración

a= F

m= qE

m

Rapidez en función del tiempo vf = vi +at

Distancia recorrida d= vit+1

2at2

Ecuación “extra”

Independiente del tiempo

vf2 = vi

2 +2ad

se mueve en contra de las líneas de fuerza, hacia la

placa positiva

se mueve en el sentido de las líneas de fuerza, hacia la

placa positiva

Una partícula con carga negativa

Una partícula con carga positiva

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

-

Fuerza eléctrica

Peso

Fuerza eléctrica = Peso

PARTÍCULA EN EQUILIBRIO AL INTERIOR DE UN CAMPO ELÉCTRICO

Un haz de partículas formado por protones, neutrones y electrones penetra en un campo eléctrico uniforme: a) Indique que haz corresponde al protón, neutrón y electrón b) ¿Por qué la curvatura de A esta mas acentuada?

EJEMPLO 1:

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - -

EJEMPLO : El campo eléctrico de la figura tiene una magnitud de 2x104 N/C, y la distancia entre las placas es 7 mm. Suponga que un electrón se deja libre y en reposo cerca de la placa negativa: a) ¿Qué aceleración adquiere el electrón? b) ¿Cuánto tarda en desplazarse de la placa negativa a la positiva? c) ¿Con que rapidez llega a la placa positiva? q electrón =1,6x10-19 C; masa electrón =9,1x10-31 Kg

-

!E

EJEMPLO 3: El campo eléctrico de la figura tiene una magnitud de 3x107 N/C, y la distancia entre las placas es 4 mm. Suponga que un electrón se deja libre y en reposo cerca de la placa negativa: a)  ¿Qué aceleración adquiere el electrón? b)  ¿Cuánto tarda en desplazarse de la placa negativa a la positiva? c)  ¿Con que rapidez llega a la placa positiva?

Q electrón =1,6x10-19 C; masa electrón =9,1x10-31 Kg

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - -

-

!E

Una gota de aceite pesa 1,9×10-14 N y está suspendida en un campo eléctrico de magnitud 4×104 N/C: A)  ¿Cuál es la carga de la gota? B)  Si la placa superior es positiva, ¿Cuántos electrones tiene en exceso?

EJEMPLO 4: