LEY DE COULOMB – EJERCICIO
1°Enunciado
Se tienen dos cargas que actúan en el vacío donde la primera carga es 13 microcoulombs y la carga dos es 15 microcoulombs y separados 80cm respecto a la otra ¿Determine la fuerza que ejerce una sobre la otra?
1°Datos
Q1  = 13uc = 13 x 10 -6
Q2  = 15uc = 15 x 10 -6
r  = 80cm = 0.8m
F =  ??

2° Esquema


              repelan

3°
  F =  k.

  F = 9.0 x 109 N. m2/c2

 
F =

F = 2,74 N


CAPITULO  6
CAMPO ELÉCTRICO
El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa.



Haga clic sobre cualquiera de los ejemplos de arriba para mas detalles.












CAPITULO  7
LÍNEAS DE FUERZA

Las líneas de fuerza alrededor de una carga indican para donde apunta el vector campo E en ese lugar. Más concretamente, las líneas de fuerza me muestran hacia dónde apunta la fuerza que actúa sobre una carga de prueba puesta en ese lugar.
Las líneas de fuerza también se llaman líneas de campo.
Una línea de fuerza o línea de flujo, normalmente en el contexto del electromagnetismo, es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial. Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son imaginarias y no tienen presencia física.

   





















CAPITULO 8


INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico se comprueba con la unidad de carga positiva, la cual recibe el nombre de "carga de prueba" (se dan fuerzas de atracción y/o repulsión según coloquemos en la zona afectada por la carga, otras cargas positivas o negativas).

Para comprobar la electricidad del campo eléctrico producido por una carga eléctrica, utilizamos una carga positiva, un valor pequeño, llamado  cargo de prueba ( sus efectos debido al campo eléctrico se pueden despreciar).Esa pequeña carga se coloca en el puente del espacio que se desea investigar.

F = Fuerza eléctrica.
E = Campo eléctrico.
Q = Carga.
Formula
F = E.Q
   o
E =    






CAPITULO  8.1

EJERCICIO - INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO.
1° El valor de la intensidad del campo eléctrico en el punto donde está colocada una carga de prueba es de  6x102 N/C  si la carga recibe una fuerza de 9x10-4 N.
¿Cuál es el valor de la carga?
1°Datos
F = 9X10-4
Q = ??
E = 6x102 N/C


6x102 N/C   =

6x102 N/C . Q  = 9X104

Q =

Q = 1.5 X10-6 C
Q =1.5 uc








CAPITULO  9

POTENCIAL ELÉCTRICO
La energía potencial eléctrica y la energía potencial gravitacional de un cuerpo son análogas. Cuando un cuerpo eleva a cierta altura (h), sobre el nivel del suelo, su energía potencial será positiva ya que cuando regrese al suelo será capaz de realizar un trabajo equivalente a su energía potencial.

T = e.p = m.g.h

Pero si un cuerpo se encuentra a una altura (h) bajo el nivel del suelo su energía potencial será negativa.

-T = - e.p = m.g.h

Si un cuerpo se encuentra dentro del campo gravitaría terrestre tiene una energía potencial gravitatoria.
De igual manera, una carga eléctrica está ubicada dentro de un campo eléctrico tendrá una energía potencial eléctrica, ya que la fuerza que ejerce el campo es capaz  de realizar un trabajo al mover la carga. En general, toda carga eléctrica  positiva o negativa, poseer  una energía potencial eléctrica  debido a la capacidad que tiene para realizar trabajo sobre otras cargas.
Se dice que, cuando una carga es positiva  tiene un potencial positivo y cuando en negativa tiene un potencial negativo.




CAPITULO  10

DEFINICIÓN DE POTENCIAL ELÉCTRICO  (v)



Potencial eléctrico es cualquier punto de campo eléctrico, es igual al trabajo (T) que se necesita realizar para transportar otras a la unidad de carga positiva (Q) desde el potencial o hasta el punto considerado, entonces:

V =

Siendo:
V: Potencial eléctrico en el punto considerado pedido en volteos.
T: Trabajo medido en Joules  (J)
q: Carga transportada en (c)

El potencial eléctrico es una magnitud a escalar ; se define también como la energía que posee la unidad de carga eléctrica positiva, en el punto considerado.

V =
CAPITULO  11


CALCULO DE POTENCIAL ELÉCTRICO EN UN PUNTO DE UNA CARGA


Si tenemos una carga puntual (Q) su campo eléctrico está dirigido radicalmente hacia afuera y tenemos una carga positiva (q) de prueba que está obligada a hacerse, un contra su repulsión, del punto 1 al punto 2







                                     






La energía potencial es igualada al trabajo realizado en contra de las fuerzas eléctricas, cuando se mueve una carga (q) desde el infinita cualquier punto determinado, para calcular la energía potencial que existe entre una carga (q) y v separado una distancia ( r ) utilizamos l siguiente expresión.



E.p =



Siendo  (ep) energía potencial en joules.

K = 9X109 N m2/c2

Q y q son igual a las cargas eléctricas en Coulomb.





Para calcular el valor del potencial eléctrico (v) en cualquier punto que se encuentre a una distancia de carga ( Q ) utilizamos las siguientes expresiones.


V =



Entonces cuando se tenga varias cargas y se desea calcular el potencial eléctrico en un determinado punto de ellas estese calcula de manera individual y luego se suman algebraicamente, ya que el potencial eléctrico es una magnitud a escalar


                                                            .        















Después del grafico el potencial eléctrico en el punto A  es igual a:

VA = V1 + V2 + V3

VA =              +             +                    = con esto se encuentra el v1, v2, v3.


Si la carga es negativa (como q3), el potencial de dicha carga es también de signo negativo.
CAPITULO  11.1

Ejercicios

1. Se ha realizado un trabajo de 9x10-6 J para transportar una carga de 6Uc desde el suelo hasta la superficie de una esfera cargada, calcular el potencial eléctrico de la esfera.

1°datos

T = 9x10-6 J
q = 6uc = 6x10-6
v = ??



2°

V =


V =


V = 1.5 J/C

















CAPITULO  11.2

2°Ejercicio

Al transportar una carga de un punto a otro se realiza un trabajo de 20x10-4 J si la diferencia de potencial es de 5x102v, cual será el valor de la carga.

1°datos
T = 20x10-4 J
V = 5x102
q = ??


2°

V =

V = T

q =


q =


q = 4x10-6
















CAPITULO 12

DIFERENCIA DE POTENCIAL

En la práctica no es tan importante reconocer el potencial eléctrico que existe en determinado punto de un campo lo importante es conocer la distancia del potencial entres dos puntos y con ellos conocer la cantidad de trabajo necesaria para mover cargas eléctricas de un punto a otro.


VAB = VA – VB





DEFINICIÓN

Diferencia del potencial entre 2 puntos cualesquiera AB es igual al trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas.
Al mover una carga de prueba desde un punto A al punto B, entonces:


VAB =



Siendo:

VAB = Diferencia del potencial entre los puntos AB en volteos (v).

TAB =  Trabajo d una carga que prueba que (q) se ha desplazado de A hasta B en Joules (J).

q = Carga de prueba que se descarga del punto A al punto B en Coulomb ( C )








CAPITULO 12.1

EJERCICIO - DIFERENCIA DE POTENCIAL

1. Según el grafico de una carga de prueba se mueve del punto A al punto B.                

Calcular:    
a) La diferencia del potencial AB sabiendo que la carga vale 6uc
b) El valor del trabajo realizado por el campo electico de la carga q  al mover la carga de prueba cuyo valor es 8nc del punto A al punto B.                                                                    







                                                                                           ……………….







DATOS

a) q = 6uc =6x10-6                                                                                                          

VAB = VA – VB


VAB =              -

VAB =                                                                           VAB =


VAB =  1.8X105                                                                               VAB = 9X104

VAB = 1.8X105 – 9X104

VAB = 9X104





DATOS
b) 8X10-9                                                                                                          

VAB =    VA – VB

VAB =    2.4X102 – 1.2X102

VAB =   1.2X102

VAB =

VAB . Q = TAB

(1.2X102 n)( 8X10-9nc)    =  TAB                                                                                                    

   
9.6x10-2J = TAB


             




           



















BIBLIOGRAFÍA

http://html.rincondelvago.com/electrostatica_4.html
http://www.fodonto.uncu.edu.ar/upload/electrostatica.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ElectricidadLeyCoulomb.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elefie.html
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/intro_electro.html

Capitulo 3

LEY DE COULOMB
 La Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa. Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos. Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una idealización, pero constituye una buena aproximación cuando estamos estudiando la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy pequeñas en comparación con la distancia que existen entre ellos. La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario". Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos: a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática); Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección  y sentido. b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario: Fq1 → q2 = −Fq2 → q1 ; Representación gráfica de la Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo.   En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia r y se expresa en forma de ecuación como: Desde K en el Sistema Internacional tiene el valor de 9.0 x 109 Newton (N) por m2/c2 K = 9.0 x 109 N. m2/c2

Capitulo 2

 ATOMOS

Todo átomo está conformado por dos zonas.

-La zona nuclear o núcleo con carga positiva, una zona extranuclear que rodea al núcleo en la cual se distribuyen los electrones.

-Los electrones de todos los átomos son idénticos y cada electrón tiene la misma cantidad de carga negativa y la misma masa.

-En todo átomo la zona nuclear o núcleo se compone de protones y neutrones.

-Todo átomo  normal neutro o núcleo posee el mismo número de protones y neutrones se llama ion al átomo que ha ganado o perdido electrones.

UNIDADES DE CARGA ELÉCTRICA

1 COULOMB = 1C = 6,24 X 10¹⁸ e

1 COULOMB = 1ues = 2,08 X 10⁹  e

1C = 3 X 10⁹ UES

1 electrón = -1,6 x 10^-19 C

1 proton = 1,6 x 10¹⁹ C

SUBMULTIPLOS DE COULOMB

1 minicoulomb (MC) = 10^-3  C

1 microcoulomb (1nc) = 10^-6 C

1 nanocoulomb (1nc) = 10^-9 C

1picoulomb (1pc) = 10^-12 C

UES = Unidad electroestática de carga

CARGAS ELÉCTRICAS

Es el exceso de carga de un cuerpo, ya sea positiva o negativa. Es la ausencia, pérdida o ganancia de electrones.

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.

Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo.

Qi=Qf

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.

Haciendo algunos experimentos se comprobó lo siguiente:

1 ) - Hay 2 tipos de carga : positiva ( + ) y negativa ( - ).

2 ) - Las cargas de distinto signo se atraen. Las cargas de igual signo se repelen.

3 ) – La fuerza de atracción ( o de repulsión ) disminuye a medida que aumenta la distancia entre las cargas.

Vídeo sobre campo electrico

El campo eléctrico

El campo eléctrico (en unidades de voltios por metro) se define como la fuerza (en newtons) por unidad de carga (en coulombs). De esta definición y de la ley de Coulomb, se desprende que la magnitud de un campo eléctrico E creado por una carga puntual Q es:

Concepto de Electrostatica

La electrostática es la rama de la Física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.