FSICA II GRADO Ingeniera Mecnica Tema 1 Campo

FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico Dra. Linda Angela Zotti

Examen parcial 16 de abril (10. 00 -11. 00 h)

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970 -26 -0511 -3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov -Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel -Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: -Resolución de problemas de física, V. M. Kirílov.

Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico 1. 1 Introducción 1. 2 Fenómenos eléctricos. Carga eléctrica. Ley de Coulomb. 1. 3 Concepto de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. 1. 4 Principio de superposición. Campo eléctrico creado por una distribución continua de carga. 1. 5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. 1. 6 Carácter conservativo del campo eléctrico. Potencial electrostático y energía potencial electrostática

Energía potencial eléctrica en un campo de una carga puntual La energía potencial electrostática está definida a menos de una constante: fijamos el cero en el infinito La energía potencial electrostática es una propiedad compartida de las dos carga (nunca hablamos de la energía potencial de una carga puntual)

Energía potencial eléctrica en un campo de varias cargas puntuales Energía potencial asociada con la carga de prueba q 0 en el punto a: Ua-Ub solo depende de la posición inicial y final

Energía potencial eléctrica en un campo uniforme; carga de prueba q 0 fuerza conservativa (esperado) El trabajo puede ser positivo o negativo

Potencial eléctrico Cantidad escalar 1 V = 1 J/C El potencial se define como la energía potencial por unidad de carga asociada a una carga de prueba q 0. Diferencia de potencial como una integral de E

Gradiente de potencial ¡Por eso es muy útil! En vez de calcular el campo eléctrico directamente, puedo calcular el potencial, que es una cantidad escalar y que siempre es más sencillo

Potencial eléctrico debido a una carga puntual Potencial eléctrico debido a varias cargas puntuales Diferencia de potencial eléctrico en un campo uniforme

Potencial eléctrico debido a varias cargas puntuales Potencial eléctrico debido a distribución de cargas

Potencial eléctrico de una esfera conductora con carga

Potencial eléctrico entre dos placas paralelas

Potencial eléctrico alrededor de una línea de carga infinita

Potencial eléctrico debido a un anillo cargado

Superficies equipotenciales Una superficie equipotencial es una superficie que tiene el mismo potencial eléctrico en todos sus puntos. El campo eléctrico es perpendicular a las superficie equipotenciales Si la energía potencial no cambia cuando se desplaza una carga sobre una superficie equipotencial, significa que el campo eléctrico no realiza trabajo También observamos que la dirección de E es la en que V disminuye con más rapidez

Superficies equipotenciales superficies equipotenciales de una carga puntual

superficies equipotenciales de dos cargas puntuales de signos diferente Donde la magnitud de E es alta, las superficies equipotenciales están muy próximas entre sí

superficies equipotenciales de dos cargas puntuales de signos iguales

superficies equipotenciales de una carga y un plano infinito Cuando las cargas están en reposo, el campo eléctrico justo fuera de un conductor debe ser perpendicular a la superficie del conductor en todos sus puntos.

la superficie de un conductor es equipotencial - La componente del campo eléctrico tangente a la superficie en la parte interior es cero. - En la parte exterior también. Si no fuese así, una carga podría desplazarse a lo largo de la trayectoria en azul -> cantidad neta de trabajo -> violación de la naturaleza conservativa de los campos electrostáticos superficies equipotenciales