El PDF que has subido1 titulado 2Tema 13 Electroest4tica56 te introduce en el estudio de las cargas el7ctricas en reposo. A continuaci8n9 te explico detalladamente el tema10 siguiendo la estructura del 11ndice del documento.I. Electroest12tica de Cargas PuntualesEsta secci13n establece la base14 definiendo qu15 son las cargas y c16mo interact17an entre s18.Paso 119 La Carga El20ctrica 21Concepto22 La carga el23ctrica 2425q26 o 27Q2829 es una propiedad fundamental de la materia30 al igual que la masa. Hay dos tipos31 positiva 32protones33 y negativa 34electrones35.Principio b36sico37 La materia es generalmente neutra 38igual cantidad de cargas positivas y negativas39. Se carga cuando gana o pierde electrones.Cuantizaci40n41 La carga siempre viene en m42ltiplos enteros de la carga elemental 4344e454647 que es la carga de un solo prot48n o electr49n 5051e 52approx 1.6 53times 105455-1956 57text58 Coulombs596061.Unidad62 Se mide en Coulombs 636465text66C676869.Paso 270 Fuerzas Electroest71ticas 72Ley de Coulomb73Interacci74n75 Las cargas interact76an a trav77s de una fuerza a distancia78Cargas del mismo signo se repelen.Cargas de signo contrario se atraen.Ley de Coulomb79 Esta ley cuantifica la fuerza el80ctrica 8182F8384 entre dos cargas puntuales 8586q_187 y 88q_28990. La f91rmula te dice92La fuerza es directamente proporcional al producto de las cargas 9394q_1 95cdot q_29697.La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia 9899r1002101102 que las separa.103104F 105 k 106cdot 107frac108109q_1 110cdot q_2111112113r1142115116117Donde 118k119 es la constante de Coulomb.Paso 3120 Principio de Superposici121nSistemas con M122ltiples Cargas123 Si tienes m124s de dos cargas125 el principio de superposici126n te permite calcular la fuerza total que act127a sobre una carga espec128fica.Mec129nica130 La fuerza neta sobre una carga es simplemente la suma vectorial de todas las fuerzas individuales que las otras cargas ejercen sobre ella.II. El Campo El131ctricoEn lugar de pensar en fuerzas a distancia132 el concepto de campo explica c133mo una carga 134prepara135 el espacio para afectar a otra.Paso 4136 Definici137n del Campo El138ctrico 139140E141142Concepto143 El campo el144ctrico 145146E147148 en un punto es la fuerza por unidad de carga en ese punto. Es una propiedad del espacio creada por una carga fuente 149150Q151152.153154E 155 156frac157F158159q_160161text162prueba163164165166167Funci168n169 Si conoces el campo 170E171 en un punto172 puedes saber instant173neamente qu174 fuerza 175176F177178 sentir179a cualquier carga de prueba 180181q_182183text184prueba185186187188 que coloques all189 190191F 192 q_193194text195prueba196197 198cdot E199200.Unidad201 Se mide en Newtons por Coulomb 202203204text205N206C207208209.Paso 5210 L211neas de Campo El212ctricoVisualizaci213n214 Son un recurso gr215fico para visualizar la direcci216n y magnitud del campo el217ctrico en el espacio.Reglas218Nacen en las cargas positivas y mueren en las negativas.La direcci219n de la l220nea en cualquier punto indica la direcci221n de la fuerza que sentir222a una carga positiva.Cuanto m223s juntas est224n las l225neas226 m227s intenso 228fuerte229 es el campo.Paso 6230 Flux del Campo El231ctricoConcepto232 Mide el 233flujo234 o la cantidad de l235neas de campo el236ctrico que atraviesan una superficie determinada. Piensa en ello como la cantidad de agua que pasa por un aro sumergido en un r237o.Paso 7238 Teorema o Ley de GaussRelaci239n Fundamental240 Este teorema es una de las leyes fundamentales del electromagnetismo. Relaciona el flujo el241ctrico que atraviesa una superficie cerrada con la carga neta encerrada dentro de esa superficie.Utilidad242 Es una herramienta poderosa para calcular el campo el243ctrico en situaciones con alta simetr244a 245como esferas246 planos infinitos o cilindros247 de una manera mucho m248s sencilla que usando la Ley de Coulomb.III. Energ249a y Potencial El250ctricoEsta secci251n cambia el enfoque de las fuerzas 252vectorial253 a la energ254a 255escalar256257 lo que a menudo simplifica los c258lculos.Paso 8259 Trabajo y Energ260a Potencial Electroest261tica 262263264text265E266_267text268p269270271Trabajo272 Es el trabajo 273274W275276 que realiza el campo el277ctrico al mover una carga entre dos puntos. Como la fuerza electroest278tica es conservativa279 el trabajo no depende del camino280 solo de los puntos inicial y final.Energ281a Potencial282 Est283 asociada a la configuraci284n de las cargas. Al igual que un objeto elevado tiene energ285a potencial gravitatoria286 una carga ubicada en un campo el287ctrico tiene Energ288a Potencial Electroest289tica 290291E_292text293p294295296.Cuando el campo realiza trabajo297 la 298E_299text300p301302 disminuye.Paso 9303 Potencial El304ctrico o Voltaje 305306V307308Concepto Clave309 Es la energ310a potencial por unidad de carga.311312V 313 314frac315E_316text317p318319320q_321322text323prueba324325326327328Simplificaci329n330 El potencial 331332V333334 es una magnitud escalar 335solo tiene valor336 no direcci337n338. Al igual que el campo 339340E341342 es el 343mapa de fuerzas344345 el potencial 346347V348349 es el 350mapa de energ351a352 del espacio.Unidad353 Se mide en Voltios 354355356text357V358359360361 que es la misma unidad que el Joule por Coulomb 362363364text365J366C367368369.Paso 10370 Diferencia de Potencial 371Voltaje372Definici373n374 La diferencia de potencial 375376377Delta V378 o 379V_380AB381 382 V_A - V_B383384 entre dos puntos 385386A387 y 388B389390 es el trabajo por unidad de carga necesario para mover una carga de prueba entre esos puntos. Es el concepto central que usamos en circuitos el391ctricos.Relaci392n con 393E394395 Existe una relaci396n directa entre el campo el397ctrico 398399E400401 y la diferencia de potencial 402403V404405406 de forma simple407 el campo 408E409 siempre apunta en la direcci410n en la que el potencial 411V412 disminuye m413s r414pidamente.Paso 11415 Superficies EquipotencialesConcepto416 Son superficies 417como planos418 esferas o formas irregulares419 donde todos los puntos tienen el mismo potencial el420ctrico 421422V423424.Propiedades425Mover una carga a lo largo de una superficie equipotencial no requiere trabajo 426427W4280429430.Las l431neas de campo el432ctrico 433434E435436 son siempre perpendiculares a las superficies equipotenciales.

Estudia con juegos interactivos

Sube tus apuntes y genera flashcards, examenes y mas con IA

Empezar gratis