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• Derly Angel Romero Apaza

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1 Campos Electromagnéticos_ Campo Eléctrico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCIÒN Y SERVICIOS

UNSA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA ELÈCTRICA

CURSO: CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

TEMA: CAMPOS ELECTRICOS (GRUPO N° 1)

DOCENTE: ING. PEÑALOSA RICARDO

PRESENTADO POR: YTUZA PUMA YEHORDANY KANA CHULLO OLGER RAMIREZ LOBATON ARTURO

GRUPO:

“A” AREQUIPA-PERU 2019

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TEMA 1: CAMPO ELÉCTRICO 1.1 Ley de coulomb: Es un ley experimental que debe su nombre al coronel francés charles augustin de coulomb, quien la formulo en 1785. Trata sobre la fuerza que una carga puntual ejerce en otra carga puntual. Establece una relación cuantitativa entre las fuerzas de atracción y repulsión que se ejercen mutuamente las cargas puntuales.

Donde:

F = fuerza eléctrica de atracción o repulsión (Kg m/S2 o N) Q1 y Q2= valor cargas puntuales (c) R=distancia que separa las cargas puntales. (m) K=constante de proporcionalidad, coulomb (Nm2/C2) Eo= permitividad del vacío (C2/Nm2)



Piensa que una de las cargas genera un campo eléctrico en todo el espacio.



La fuerza que actúa sobre una carga introducida en el campo eléctrico de la primera es provocada por el campo eléctrico en la posición de la carga introducida. La idea de una fuerza que "actúa a la distancia" en la ley de Coulomb parece problemática; tal vez la idea de "fuerza provocada por un campo eléctrico" aminore de alguna forma tu incomodidad.

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1.1.1 Análisis vectorial de la fuerza eléctrica: Las fuerzas eléctricas son vectoriales tienen magnitud f, dirección y sentido por tanto su expresión es de la forma: F=|F|.r donde r es un vector unitario y |F| es la magnitud fuerza.

1.1.2 Tipos de fuerzas eléctricas:

1.1.3 Principio De Superposición: Usar cuando se tienen más de dos cargas puntuales para determinar la fuerza sobre una carga particular. La fuerza resultante es la suma vectorial de las fuerzas ejercidas sobre Q

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1.2 Intensidad de campo eléctrico: Toda carga eléctrica altera el espacio que lo rodea. La magnitud que mide esta alteración en un punto determinado es la (E):

La intensidad es, de dirección igual a la de la fuerza F y se mide en N/C carga puntual r¨.

En el caso de N cargas puntuales, localizadas en r1. r2..,la intensidad en el punto r se obtiene.

1.3 Campo eléctrico de distribuciones Continuas de carga: En muchas situaciones no se tienen distribuciones discretas de carga, sino que los puntos donde se encuentran las cargas están tan próximos entre sí que puede suponerse que se trata de una distribución continua de cargas.

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Con ayuda de las densidades de carga se puede obtener la expresión del campo eléctrico creado por una distribución continua.

1.4 Flujo Eléctrico: Es una magnitud escalar que expresa una medida del campo eléctrico que atraviesa una determinada superficie,2 o expresado de otra forma, es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. El flujo eléctrico través de un área: 

El flujo eléctrico a través de una superficie S es:

1.5 La ley de Gauss: •

La ley de Gauss constituye una de las leyes fundamentales de la Teoría Electromagnética.

•

Se trata de una relación entre la carga encerrada en una superficie y el flujo de su campo eléctrico, a través de la misma.

•

Constituye un medio para obtener expresiones de campos eléctricos, con suficientes condiciones de simetría.

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Ley de Gauss – ¿Cuándo se usa? •

Sólo es útil para situaciones donde hay mucha simetría.

•

Hay que usar la simetría para saber dónde E es constante y cuál es su dirección.

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Hay que seleccionar una superficie cerrada en la cual E sea constante o donde el flujo sea cero (E perpendicular a la superficie).

Campo eléctrico de una carga puntual:

1.6 Aplicaciones de la ley de Gauss:

a) Una Línea Recta e Infinita de Carga: •

Lo de infinita es importante porque es lo que nos permite decir que todos los puntos en los lados de nuestra superficie Gaussiana cilíndrica (en amarillo) tienen la misma magnitud de E. En la práctica, por supuesto, no existen lineas infinitas pero el resultado que obtengamos será una buena aproximación al caso de puntos que quedan cerca de una linea de carga finita.

•

En una situación como esta con un punto y una linea, la única dirección definida por la realidad física es la dirección radial (coordenadas cilíndricas). E tiene que ser en esa dirección.

•

Nuestra superficie Gaussiana tiene lados y dos tapas. En las tapas E no es constante pero es perpendicular a E así que la integral sobre las tapas es cero y la integral sobre los lados es

•

Ese resultado es siempre igual para toda simetría cilíndrica.

b) simetría cilíndrica: Para una línea infinita, con densidad lineal de carga uniforme, el campo eléctrico en cualquier punto p, es perpendicular a la línea de carga y de magnitud:

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E=

λ 2 πε 0 r

Donde r es la distancia perpendicular de la línea de carga al punto.

c) Simetría Plana:   

La única dirección especificada por la situación física es la dirección perpendicular al plano. Por tanto, ésta tiene que ser la dirección de E. Puntos que quedan en planos paralelos están equidistantes al plano y tienen un campo E de la misma magnitud La superficie Gaussiana que usamos tiene tapas que son dos de esos planos paralelos. El flujo a través de la superficie Gaussiana es cero. Los flujos a través de las dos tapas son iguales.

d) Simetría Esférica: Parte esférica de R .  



E tiene dirección radial, La magnitud de E es constante en la superficie de cualquier superficie esférica concéntrica con la carga. Es obvio que debe tomarse la superficie Gaussiana como esfera. Por tanto E y da apuntan en la misma dirección y la integral del lado izquierdo de la ley de Gauss resulta:

Para cada situación de simetría esférica lo que cambia es el lado derecho de la ley de Gauss. De hecho, esta es diferente aún para diferentes regiones en una misma situación. Así que resolver uno de estos problemas es determinar cuánta carga hay dentro de la suprerficie gaussiana, qN.

BIBLIOGRAFIA:

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https://slideplayer.es/slide/3988119/ Landau & Lifshitz, Teoría clásica de los campos, Ed. Reverté https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elefie.html https://www.ecured.cu/Campo_el%C3%A9ctrico

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