sábado, 21 de abril de 2012

La magnitud del campo electrico

La magnitud del campo electrico creado por una carga puntual viene dada por la siguiente ecuacion:

 Si el campo es creado por varias cargas puntuales, el campo resultante se determina a traves de una suma vectorial:


Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas tales que en cada punto el campo vectorial sea tangente a dichas líneas, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo". Las líneas de campo se utilizan para crear una representación gráfica del campo, y pueden ser tantas como sea necesario visualizar.
Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, de manera que su tangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto. Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir encontramos que la mayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga.

 En el caso estático al ser el campo eléctrico un campo irrotacional las líneas de campo nunca serán cerradas (cosa que sí puede suceder en el caso dinámico, donde el rotacional del campo eléctrico es igual a la variación temporal del campo magnético cambiada de signo, por tanto una línea de campo eléctrico cerrado requiere un campo magnético variable, cosa imposible en el caso estático).

En el caso dinámico pueden definirse igualmente las líneas sólo que el patrón de líneas variará de un instante a otro del tiempo, es decir, las líneas de campo al igual que las cargas serán móviles.

A continuacion se representa en esta imagen las lineas del campo electrico:

En el siguiente video podemos observar los fenomenos electricos y magneticos que se dan para diferenciar su comportamiento.


 La esfera esta  constituida por una red de hilos de cobre la cual podemos considerar como una jaula de Faraday. De acuerdo con la ley de Gauss, en el interior la electricidad es nula.

El campo magnético es detectado por la brújula y el eléctrico detectado por las bolitas.

Ensayo nro. 3: Campo Electrico

En este capitulo vemos que el campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.
 
Es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza electrica y se describe matemáticamente  como un campo vectorial en el cual una carga electrica puntual de valor Q sufre los efectos de una fuerza eléctrica.
 
 

jueves, 19 de abril de 2012

PRINCIPIO DE LA SUPERPOSICION

La fuerza total sobre una partícula q debido a un conjunto de cargas Qi es la suma vectorial de cada fuerza que experimenta q debido a cada Qi, es decir

Principio de la superposición

ensayo 2: ley de coulomb


En la década de 1780 el físico francés Charles Coulomb investigó  la relación cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Su ley la demostró usando una balanza de torsión , que él mismo inventó, identificando cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas.

Esta ley postula que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estacionarias es:
  • inversamente proporcional al cuadrado aplicado a la separación r entre las partículas y está dirigida a lo largo en la línea que las une.
  • proporcional al producto en las cargas q1 y q2.
  • atractiva si las cargas tienen signo opuesto y repulsiva si las cargas tienen igual signo


La fuerza de atraccion o repulsion entre dos cargas puntuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y directamente proporcional al producto de sus cargas.






La electroestatica

En la antigüedad ya los griegos habían observado que cuando frotaban enérgicamente un trozo de ámbar, podía atraer objetos pequeños.

Posiblemente el primero en realizar una observación científica de ese fenómeno fue el sabio y matemático griego Thales de Mileto, allá por el año 600 A.C., cuando se percató que al frotar el ámbar se adherían a éste partículas del pasto seco, aunque no supo explicar la razón por la cual ocurría ese fenómeno.


No fue hasta 1660 que el médico y físico inglés William Gilbert, estudiando el efecto que se producía al frotar el ámbar con un paño, descubrió que el fenómeno de atracción se debía a la interacción que se ejercía entre dos cargas eléctricas estáticas o carente de movimiento de diferentes signos, es decir, una positiva (+) y la otra negativa (–). A ese fenómeno físico Gilbert lo llamó “electricidad”, por analogía con “elektron”, nombre que en griego significa ámbar.

En realidad lo que ocurre es que al frotar con un paño el ámbar, este último se electriza debido a que una parte de los electrones de los átomos que forman sus moléculas pasan a integrarse a los átomos del paño con el cual se frota. De esa forma los átomos del ámbar se convierten en iones positivos (o cationes), con defecto de electrones y los del paño en iones negativos (o aniones), con exceso de electrones.