Campo Electrico

Campo electrico: un campo eléctrico es como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza. En pocas palabras: El Campo Eléctrico es una Región del espacio perturbada por cargas en reposo. Un Campo Eléctrico tiene como características principales la dirección, el sentido y la intensidad

Linea de fuerza: es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial. Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son imaginarias y no tienen presencia física.

Calculo de un campo electrico E:

La intensidad de Campo Eléctrico en un punto del espacio alrededor de una carga eléctrica es la fuerza en ese punto sobre una carga de prueba positiva, por unidad de carga. O sea :

E = F / q

La dirección y sentido del vector E están dados por la dirección de la fuerza F ( un vector ) que actúa sobre la carga de prueba positiva puesta en ese punto. Esta fuerza se calcula según la Ley de Coulomb.

Las cargas q de prueba en la ley de Coulomb al dividirla por q, se simplifican y te queda

E = ko Q / r²

Q es la carga que origina el campo eléctrico.

Dipolo en un campo electrico:

El dipolo eléctrico es un tipo de distribución de carga que se presenta frecuentemente como veremos en la página dedicada a los dieléctricos. Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas, una positiva +Q y otra negativa -Q del mismo valor, separadas una distancia d.

El potencial en el punto P distante r1 de la carga –Q y r2 de la carga +Q es:

Expresamos r1 y r2 en función de r y q , que es la posición del punto P expresada en coordenadas polares.

Teniendo en cuenta que d es pequeño frente a r, podemos obtener una buena aproximación empleando el desarrollo en serie

para expresar de forma aproximada los cocientes r/r1 y r/r2.

Despreciando los términos de orden superior a d2/r2

El potencial se expresa en función de r y θ

Es interesante destacar, que el potencial debido a un dipolo disminuye con la inversa del cuadrado de la distancia r, mientras que para una carga puntual disminuye con la inversa de r.

el flujo eléctrico: es una cantidad escalar que expresa una medida del campo eléctrico que atraviesa una determinada superficie,2o expresado de otra forma, es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. Su cálculo para superficies cerradas se realiza aplicando la ley de Gauss. Por definición el flujo eléctrico parte de las cargas positivas y termina en las negativas, y en ausencia de las últimas termina en el infinito.

Cálculo:

El flujo eléctrico a través de un área infinitesimal viene dado por:

(Ecuación 1)

(el campo eléctrico, , multiplicado por la componente del área perpendicular al campo).

El flujo eléctrico a través de una superficie S es, por tanto, expresado por la integral de superficie:

(Ecuación 2)

donde es el campo eléctrico y es el vector diferencial de superficie que corresponde a cada elemento infinitesimal de la superficie completa S.

Para una superficie gaussiana cerrada, el flujo eléctrico viene dado por:

(Ecuación 3)

donde QS es la carga encerrada por la superficie (incluyendo ambas cargas, la libre y la carga superficial), y ε0 es la permitividad eléctrica. Esta relación es conocida como ley de Gauss para

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