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FISICA IFISICA IFISICA IFISICA I

Lic. ALTAMIZA CHAVEZ, Lic. ALTAMIZA CHAVEZ, GUSTAVOGUSTAVO

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TEMA: CAMPO ELECTRICOTEMA: CAMPO ELECTRICO TEMA: CAMPO ELECTRICOTEMA: CAMPO ELECTRICO

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

Carrera Profesional Ingeniería de Telecomunicaciones

COMPETENCIA DE LA SESIONCOMPETENCIA DE LA SESION

Desarrolla habilidades cognitivas, procedimentales y actitudinales, respecto Campo

eléctrico. Campo eléctrico uniforme. Líneas de campo eléctrico y aplicaciones interesantes al

mundo real.

Tu cerebro es eléctrico. Existen multitud de pequeñísimos impulsos transmitiéndose entre los miles de millones de neuronas interconectadas que generan un campo eléctrico que rodea el cerebro como una nube invisible, Este campo eléctrico podría ayudar a regular activamente cómo funciona el cerebro, especialmente durante el sueño profundo.

PROPÓSITO E IMPORTANCIA DE LA SESIONPROPÓSITO E IMPORTANCIA DE LA SESION

Conocer la importancia del fenómeno físico con que se relaciona el Campo eléctrico. Campo eléctrico uniforme.

Líneas de campo eléctrico.

CAMPO ELECTRICOCAMPO ELECTRICO

CONCEPTO DE CAMPOEs aquella región del espacio que rodea a toda partícula electrizada (cuerpos electrizados, electrones y protones), lugar en el cual deja sentir su efecto sobre otras partículas electrizadas. El campo eléctrico es un agente transmisor de fuerzas.

qq+2q+2q ++ q+2q +


INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICOEs magnitud vectorial, que sirve para describir el campo eléctrico. Su valor se define como la fuerza eléctrica resultante que actúa por cada unidad de carga positiva q0 en un punto del campo.

0

FE

q

2

. oKQ qF

d

02

20

. .

o

K Q qF KQdEq q d

2

.K QE

d

Si reemplazamos En la definición

En general

Definición Ley coulomb


Observe la dirección de las líneas de fuerza cuando la carga creadora se positiva y cuando la cantidad de carga es negativa

Unidades


LINEAS DE FUERZALas líneas de fuerza representan geométricamente un campo eléctrico. Fueron ideadas por el físico inglés Michael Faraday (1791 – 1867).


CAMPO ELECTRICO HOMOGENEOUn campo eléctrico cuya intensidad es igual en todos los puntos del espacio se llama campo eléctrico homogéneo o uniforme. El campo eléctrico homogéneo se representa mediante líneas de fuerzas paralelas.


FUERZA ELÉCTRICA (Dentro de un campo eléctrico homogéneo) Si la partícula electrizada es positiva q (+) la fuerza y las líneas de fuerza tienen la misma dirección.Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas.

El módulo de la fuerza es igual El módulo de la fuerza es igual

Para determinar la dirección de la fuerza eléctrica se debe tener en cuenta el signo del la partícula electrizada.

Para determinar la dirección de la fuerza eléctrica se debe tener en cuenta el signo del la partícula electrizada.


EJEMPLOS:El módulo de la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto medio de la línea recta que separa a las partículas electrizadas es 18k N/C. Determine la distancia “d”.Solución.

+

4 µC

d

12 µC

++

4 µC

d

12 µC

+

9 6 31

1 2 2 21

9.10 . 4.10. 36.10K QE

d x x

9 6 32

2 2 2 22

9.10 . 12.10. 108.10K QE

d x x

CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO A LA DISTANCIA X = D/2 DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO A LA DISTANCIA X = D/2 DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.

E1E2+Q1 +Q2

x x

SABEMOS QUE: SABEMOS QUE:

2 1 18000 NCE E


EJEMPLOS:Se muestra dos partículas electrizadas fijas. Sabiendo que la intensidad de campo eléctrica resultante en A es nula, determine la cantidad de carga “q”.Solución.

9 6

311 2 2

1

9.10 . 18.10.18.10

3NC

K QE

d

9 92

2 2 22

9.10 .. .10

6 4

qK Q qE

d

2 1 1 20E E E E

CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL PUNTO A, DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL PUNTO A, DE CADA PARTÍCULA ELECTRIZADA.

LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO RESULTANTE EN EL PUNTO A ES NULA:Sabemos que:

E1E2+18 C +q

3 m

6 m

93 6.10

18.10 72.104

qq C

Respuesta: la cantidad de carga de la partícula electrizada es 72 microcoulomb.


EJEMPLOS:Se muestra dos partículas electrizadas fijas. Determine el módulo de la intensidad delcampo eléctrico resultante en el punto “O”.Solución.

E1E2-4C

3 m 2 m

+10C

(1) (2)O

Cálculo de la intensidad del campo eléctrico, de cada partícula electrizada.Cálculo de la intensidad del campo eléctrico, de cada partícula electrizada.

9 6

311 2 2

1

9.10 . 10.10.3,6.10

5NC

K QE

d

9 6

322 2 2

2

9.10 . 4.10.9.10

2NC

K QE

d

La intensidad resultante es: La intensidad resultante es:

32 1 5,4.10 N

CE E La dirección del campo es de derecha hacia la izquierda.La dirección del campo es de derecha hacia la izquierda.


EJEMPLOS:Un esfera de masa 0,2 kg y electrizada con cantidad de carga eléctrica q = +30 µC esta suspendida del techo mediante un hilo aislante dentro de un campo eléctrico uniforme y homogéneo de módulo E = 600 kN/C. Determinar el módulo de la tensión en la cuerda. (G = 10 m/s2).solución.

+q

E

+q

ESi la partícula electrizada es positiva q (+) la fuerza y las líneas de fuerza tienen la misma dirección. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección vertical hacia abajo

6. 30.10 . 600 000 18NCF q E F C N

. 0,2 . 10 2NkgW m g W kg N

18 2 20T F W T N N N

CALCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CALCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD:

CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:

RESPUESTA: EL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA ES 20 NEWTONS.

RESPUESTA: EL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA ES 20 NEWTONS.


EJEMPLOS:Se muestra un campo eléctrico uniforme y homogéneo de módulo E = 4 kn/C, sabiendo que la esfera de 600 gramos y cantidad de carga eléctrica -2.10 -3 coulomb se encuentra en equilibrio. Determinar el módulo de la tensión en la cuerda aislante que sostiene a la esfera. (g = 10 m/s2).Solución.

Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección vertical hacia abajo.

3. 2.10 . 4 000 8NCF q E F C N

. 0,6 . 10 6NkgW m g W kg N

8 6 14T F W T N N N

CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD:

CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:CÁLCULO DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN EN LA CUERDA:

Respuesta: el módulo de la tensión en la cuerda es 14 newton.Respuesta: el módulo de la tensión en la cuerda es 14 newton.


PROBLEMA: Una esfera de 4 gramos y electrizada con cantidad de carga q = -10-6C suspendida desde el techo mediante un hilo aislante, dentro de un campo eléctrico uniforme y homogéneo. Sabiendo que la esfera se encuentra en equilibrio, determine el módulo de la intensidad del campo eléctrico. (g= 10 m/s2)Solución.

Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección horizontal hacia la izquierda.

Si la partícula electrizada es negativa q (-) la fuerza y las líneas de fuerza tienen direcciones opuestas. La fuerza eléctrica debido al campo tiene dirección horizontal hacia la izquierda.

6. 10 .F q E F C E

CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: CÁLCULO DE LA FUERZA DE GRAVEDAD: . 0,004 . 10 0,04N

kgW m g W kg N

60 3 10 .

374 0,04

F ETg

W

43.10 3N kNC CE

Resolviendo el triángulo de fuerzas:


PROBLEMAS PROPUESTOS 01.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = ─ 7x10─8 C. a) 70 N/C b) 30 c) 70 d) 30 e) 50 02.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: si: Q = +32x10─8 C. a) 150 N/C b) 180 c) 150 d) 180 e) 200 03.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “N”, si: Q = ─ 8x10─8 C. a) 90N/C b) 90 c) 180 d) 180 e) NA

01.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = ─ 7x10─8 C. a) 70 N/C b) 30 c) 70 d) 30 e) 50 02.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: si: Q = +32x10─8 C. a) 150 N/C b) 180 c) 150 d) 180 e) 200 03.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “N”, si: Q = ─ 8x10─8 C. a) 90N/C b) 90 c) 180 d) 180 e) NA


PROBLEMAS PROPUESTOS04.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─ 32x10─8 C y Q2 = +5x10─8 C. a) 130 N/C b) 130 c) 230 d) 230 e) 250 05.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +25x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 450 N/C b) 450 c) 270 d) 90 e) 90 06.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = 8x10─8 C

a) 180 N/C b) 160 c) 160 d) 180 e) 200

04.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─ 32x10─8 C y Q2 = +5x10─8 C. a) 130 N/C b) 130 c) 230 d) 230 e) 250 05.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +25x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 450 N/C b) 450 c) 270 d) 90 e) 90 06.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q = 8x10─8 C

a) 180 N/C b) 160 c) 160 d) 180 e) 200


PROBLEMAS PROPUESTOS07.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “A”, si: Q1 = ─ 5x10─8 a) 30 N/C b) 50 c) 30 d) 50 e) 60

08.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +6x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 180 N/C b) 60 c) 240 d) 240 e) 180 09.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─2x10─8 C y Q2 = +3x10─8 C a) 200 N/C b) 250 c) 250 d) 200 e) 180

07.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “A”, si: Q1 = ─ 5x10─8 a) 30 N/C b) 50 c) 30 d) 50 e) 60

08.- Calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “M”, si: Q1 = +6x10─8 C y Q2 = ─8x10─8 C a) 180 N/C b) 60 c) 240 d) 240 e) 180 09.- Determinar la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”, si: Q1 = ─2x10─8 C y Q2 = +3x10─8 C a) 200 N/C b) 250 c) 250 d) 200 e) 180

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MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS

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