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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIRIAFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMASCurso: FISICA II CB 302U 93Profesor: JOAQUIN SALCEDO [email protected]

Tema: Campo elctrico

Imagina. Estas sentado cerca de Ruperta, una joven muy linda que usa un perfumemuy agradable. Pero Ruperta tiene su amorcito, l llega y tienes que irte.Ahora piense en su perfume ya no lo hueles, pero su perfume esta ah con ella l lo

disfruta.

Hay dos cargas Q y existe una fuerza elctrica entre ellas .0

q

Nos podemos hacer una pregunta si no est? 0

q

Existe algo alrededor de la carga Q cierto o falso?

Ese algo que rodea a la carga se conoce como CAMPO ELECTRIO CE

Para definir en forma univoca usamos el concepto de carga de prueba

Sea muy pequea para qu?0

q

Sea positiva por qu?0

q

Denotamos al CE por E

0

FE

q=

Cules son sus unidades?

Ejercicios1. Interprete el grafico

Tipler -Mosca, Serway-Beichner, Sears-Semansky , Benson, ohanian merkert, Maximo-AlvarngaSalvador Marco A

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2. Interprete el grafico

3.-Hallar e l CE de un hilo recto cargado uniforme Q de longitud l sobre unacarga puntual ubicado a una distancia a del extremo cercano

. ( )

kQE i

a l a=

+

4. Una carga elctrica Q, positive est distribuida uniformemente a lo largo deuna lnea con longitud 2a que se ubica sobre el eje y, entre y = -a y y= +a.

a) Halle el CE en el punto P sobre el eje x, a una distancia x del origen

2 2

k QE i

x x a=

+

b) Explora e interpreta lo que sucede si x a

2

k Q

E ix=


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c) puede extrapolar para una lnea cargada muy larga?

2Q a =

2

02 ( )

E i

xxa

1

=

+

02E i

x

=

5.-Hallar el CE de un hilo recto infinito cargado uniforme Q en el punto Pubicado a una distancia y

6.- a) Hallar el CE de un anillo de carga uniforme Q radio a sobre una carga

puntual ubicado en a una distancia d del eje del anillo.0

q

2 2 3 / 2( )

k Q xE ia x

=+

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Lineacarga2.PNG

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b) Explora e interpreta lo que sucede si x a

2

k QE i

x

=

7. Halle el CE de un disco de radio a cargado uniforme Q sobre una carga

puntual a una distancia d0

q

Disquito, naranjita de huando

2 20

1 1( )

2

xE i

x a x

=

+

7. Use la relacin anterior para hallar el CE de un plano infinito sobre una carga

ubicada a una distancia d0

q

02

E i

=

Alguna conclusin very important esta seguro?Por que cree que es importante este resultado si no podemos construir planosinfinitos?

TareaCul es la carga Q de la partcula que se encuentra en el centro delrectngulo, de modo que la intensidad del CE en P sea nula?


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Lneas de CE Mirando los CE!

Sea una carga Q una carga de prueba cul es su destino?0

q

Imagina que deja un trazo indica su sentido!

Sea una carga Q - una carga de prueba cul es su destino?0

q

Imagina que deja un trazo indica su sentido!

..

Dnde es mas intenso el CE?Las lneas de CE se pueden cruzar? Si o No por qu?

Construye 5 reglas para las lneas del CEI. Salen de las cargas.II. Entran hacia las cargasIII. Son ms.. En las zonas donde el CE es mas. y


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IV En general EL CE es.. En cada punto de las lneas de campo.V. Nunca pero nunca se

Dibuja las lneas de CE para dos cargas (positiva y negativa, positiva ypositiva)

Dame un CE uniforme (CEU)Cmo son las lneas del CE de un plano infinito ?

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Camposcargas.PNG

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Cul es el valor del CE en las diferentes zonas?

Cmo son las lneas del CE de un plano infinito -?

Cmo son las lneas del CE de dos planos infinitos

Cul es el valor del CE en las diferentes zonas?

y negativo

valor del CE en las diferentes zonas?

Alguna critica?rtante su estudio si no se pueden construir planos infinitos?

odea a dos planos infinitos paralelos cargados

paralelos?Cul es el

Por qu es impo

Halle el CE en el espacio que runiforme con densidades opuestas


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Tarea. Ubica varios planos paralelos con diferentes densidades y halla el CEen una zona.

El vuelo de la partcula cargada en el CE uniformeMovimiento de partculas cargadas en un CEU

Aplicando cinemtica (prohibido usar integral)Halle el punto de impacto en la pantalla

Y si la pantalla se desplaza hacia la derecha?Debe estar al vaci? AhPor qu no considera la gravedad?

Tarea. Averige que dispositivos funcionan con este principio

De verdad os digo que este concepto lo veras otras vez y ya no lo repetir

Dipolo ElctricoDos cargas de igual magnitud y signo opuesto separados una distancia fija dImportancia.-


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a) usando su Geometra analtica vectorial en funcin de ,r a b) En coordenadas cartesianas

c) En coordenadas polares

d) usando geometra

Aplique para el caso particular

Aplique para el caso particular

Interpreta el grfico?


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Relacin matemtica de las lneas de CE de un dipolo

r

rr

+

r

E

rkdErdEcomo

=// Tal que Rk

krdEkdrEr ==

rd

dr

E

Er =

dr

rd

d

urdudrrd r .. +=


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Fuerza y par de torsin de un dipolo elctrico

Qu fuerzas y pares de torsin experimenta un dipolo cuando se coloca en un

CE externo?

Las fuerzas son , RF qE F qE F + = = 0= lo que significa que no hay

movimiento de traslacin pero si hay movimiento de rotacin

Si definimos p qd = como el momento dipolar elctrico

Tomando torque respecto a la posicin de la carga negativa

dxF qdxE pxE += = =

Su magnitud es

pE sen =

El par de torsin siempre tiende a hacer que p se alinea con E

La posicin con 0 = donde p E es una posicin de equilibrio estable

La posicin con = donde p antiparaleloE es una posicin de equilibrioinestable

Tareasa) Cual es la direccin del torque en el grafico?b) Cuando es mximo el par de torsin? y mnimo?

Energa potencial de un dipolo elctrico

Cuando un dipolo cambia su direccin en un CE, el par de torsin realizatrabajo sobre l, con el cambio de su energa potencial

El trabajo

dW d dU d pE sen d = = =


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2

.U pE sen d pE cos p

= = = E

Se suele escoger2

= como la posicin inicial

Vemos que

U tiene su valor mnimo U en la posicin de equilibrio establep= E

U tiene su valor mximo U en la posicin de equilibrio inestablepE=


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