Ley de Coulomb

RESUMEN

German López Pérez

1083903557

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ELECTROMAG ELECTROMAGNETISMO

Pitalito, Huila

2015

Introducción

Este trabajo fue realizado con el fin de demos a conocer nuestras bases para realizar los 5 ejercicio que escogimos para desarrollar, y poder realizar correcta mente nuestros ejercicios.

Ley de Coulomb

Las mediciones de Coulomb permitieron concluir lo siguiente

- La fuerza eléctrica entre dos pequeñas esferas cargadas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, es decir: F ∝ 1 / r 2

- La fuerza eléctrica experimentada por dos partículas cargadas es proporcional al producto de la magnitud de cargas de las partículas, o sea: F ∝ q1 . q2

- La fuerza eléctrica es de repulsión si los signos de las cargas son iguales ( Figura A ) y de atracción si los signos son opuestos ( Figura B ) A partir de esas conclusiones experimentales, Coulomb expreso la ley que lleva su apellido, la cual se puede representar con la siguiente ecuación:

F = k ( q1 q2 / r2 ) En donde:

F: es la fuerza eléctrica entre las cargas, [ N ]

q1, q2: magnitudes de las cargas eléctricas bajo consideración, [ C ]

r: distancia de separación entre las cargas, [ m ]

k: constante de proporcionalidad, [ N m2 / C2 ]

Las unidades aplicadas son las correspondientes al SI (Sistema Internacional). La constante “k” se deriva de la siguiente expresión: k = 1 / 4π

o = 8,854 x 10-12 [ C 2 / N m 2 ]

Con lo cual: k = 9 x 109 [ N m2 / C2 ]

Hay que destacar que la fuerza es una cantidad vectorial, por lo que tendrá una magnitud y un sentido y la suma de fuerzas se debe realizar de forma vectorial.

Energía potencial eléctrica

Cuando una carga de prueba qo se encuentra dentro de un campo eléctrico E creado por un algún otro cuerpo cargado, la fuerza eléctrica que actúa sobre esa carga de prueba es: F = qo . E

Esta fuerza es de tipo conservativo. Ahora, si la carga se mueve dentro de ese campo eléctrico por efecto de un agente externo, el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre la carga es igual al negativo del trabajo hecho por el agente externo que produce el movimiento de la carga. La energía empleada en la realización de este trabajo, equivale al producto de la fuerza por la distancia recorrida ( d ), con lo cual: F . d = qo . E . d

Para un desplazamiento determinado entre dos puntos, A y B, el cambio en la energía potencial del sistema se puede expresar como: ΔEp = ΔUA-B = qo . E . d ΔUA-B / qo = E . d

Al igual a lo que sucede en la determinación de la energía potencial gravitatoria, el cambio en la condición de energía no depende de la trayectoria seguida, sino de la diferencia de potencial entre los dos puntos considerados.

La energía potencial por unidad de carga, U/q0, es independiente del valor de qo y tiene un valor único en cada punto en un campo eléctrico. La cantidad U/q0 recibe el nombre de Potencial Eléctrico ( o simplemente Potencial ) V, por tanto, el Potencial Eléctrico en cualquier punto en un campo eléctrico es: V = U / q0

Diferencia de potencial

La diferencia de potencial ΔV = VB – VA entre los puntos A y B, en un campo eléctrico, se define como el cambio en la energía potencial del sistema, con lo cual: ΔV = ΔU / q0 = E . d ( Voltio = Joule / Coulombio )

Se debe observar que de acuerdo con la ecuación anterior, al expresar el campo eléctrico E en función de la

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