UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA CURSO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
CURSO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
ELECTROSTÁTICA
ALGUNAS APLICACIONES
• Precipitadores y Limpiadores
• Pintura Electrostática y
Pintura en Polvo
• Impresión Electrostática
• Triboelectrificación
• Control y Transporte de
Partículas
• Electricidad atmosférica
1
2
2
3
1, 2 y 3 son semillas previamente cargadas. Es correcto afirmar:
a. 1 y 3 tienen carga del mismo signo
b. 1 y 3 tienen carga de signo opuesto
c. 1, 2 y 3 tienen carga del mismo signo
d. Se necesitan más experimentos para deducir
el signo de las cargas
1
2
2
3
1, 2 y 3 son pequeñas semillas. Es correcto afirmar:
a. 1 y 3 tienen carga del mismo signo
b. 1 y 3 tienen carga de signo opuesto
c. 1, 2 y 3 tienen carga del mismo signo
d. Se necesitan más experimentos para
deducir el signo de las cargas
De acuerdo con su comportamiento eléctrico los
materiales se clasifican en:
•Aislantes
•Semiconductores
•Conductores
•Superconductores
ATRACCIÓN DE UN AISLANTE POR
UN CUERPO CARGADO

F
Cuerpo
cargado

F

F
Cuerpo
aislante

F
Cuerpo
aislante
Cuerpo
cargado
POLARIZACION EN UN AISLANTE
Aislante
Objeto
cargado
Polarización
Aislante
Aislante
Aislante
++++++
++++++
1
2
1
2
La figura muestra esferas suspendidas por cuerdas aislantes. Es
correcto afirmar:
a. 1 y 2 son aislantes
b. 1 es aislante y 2 conductora
c. 1 es conductora y 2 aislante
d. 1 y 2 son conductoras
CARGA DE UN CONDUCTOR
POR CONDUCCIÓN
CARGA DE UN CONDUCTOR
POR CONDUCCIÓN
CARGA DE UN CONDUCTOR
POR CONDUCCIÓN
CARGA DE UN OBJETO CONDUCTOR
POR INDUCCIÓN
Barra de
caucho
Esfera metálica
EL ELECTROSCOPIO
Esfera conductora
Tallo conductor
Aislante
Láminas
conductora
s
El diagrama que muestra de manera correcta la magnitud
y la dirección de las fuerzas electrostáticas es:
a.
b.
c.
a.
d.
b.
c.
d.
INTERACION ENTRE DOS CARGAS PUNTUALES

F 21
r

F12
q2
q1


F12 = - F21

F12

F 21
I
II
r0
r0
2
F21
q1
q2
q1
q2
La magnitud de la fuerza F12 en el caso II, es:
a. (F21)/2
d. 4 F21
b. F21
e. Faltan datos
c. 2 F21
BALANZA DE COULOMB
Esferas cargadas
Escala
FUERZA ENTRE DOS CARGAS PUNTUALES
EN FUNCIÓN DE SU SEPARACIÓN
F
q1 y q2 fijas
F 
1
r
2
r
ro
ro
Fo
+
+++
qo
3qo
+
2qo
+++ F
+++
6qo
La magnitud de la fuerza F es:
a. 2Fo
d. 6Fo
b. 3Fo
e. Datos insuficientes
c. 4Fo
LEY DE COULOMB

F 21
r

F12
r̂
q2


q1 q2
F21  -F12 
r̂
2
4  o r
q1
9
k = 9 . 0 × 10 Nm
2


kq 1 q 2
F21  -F12 
r̂
2
r
/C
2
ε 0 = 8 . 85 × 10
- 12
2
C / Nm
2
q3 q3 q3 son cargas puntuales. La fuerza neta sobre q3 está
mejor representada en:
a.
c.
b.
d.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
q1

F02
r1
r2
qO

F01
q2

kq 1 q o
F01 
rˆ
2
r1

F

kq 2 q o
F02 
rˆ
2
r2



F  F0 1  F0 2
La fuerza que la carga q ejerce sobre cualquier carga
positiva que se coloque en el punto P está en la dirección:
1
2
q
r
P
3
Es necesario conocer el valor de la carga en P
Se quiere que la fuerza neta sobre una carga que se coloque
en el punto P sea cero. El valor de esta carga debe ser:
a. q
Y
d/2
b. -q
c. 2q
q
d. -2q
e. La fuerza sobre cualquier
carga en P es cero
P
d
q
X
CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL
r
q0

F
 kqq
kq
0
F
r̂

q
r̂
0
2
2
r
r
P
r̂
q
r
r̂
q
q
'
0
P
'
F
 kqq '
' kq
0
F 
r̂

q
r̂
0
2
2
r
r
CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL

E
P
r̂
 kq
E  2 r̂
r
q

E

F
q0

E
r̂
q
q 0  carga de prueba (  )
P


F  q 0E
REPRESENTACIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO
DE UNA CARGA PUNTUAL
1. Representación por
medio de vectores
2. Representación por medio
de lineas de campo
 kq
E = 2 ˆr
r
REPRESENTACIÓN POR MEDIO DE
LINEAS DE CAMPO
Las líneas se originan en las cargas positivas y terminan
en las cargas negativas.
El número de líneas es proporcional al valor de la carga.
La densidad de líneas es proporcional al valor del campo.
 El campo eléctrico es tangente a la línea de campo.
El dipolo eléctrico de la figura origina un campo eléctrico. El vector
que representa mejor el campo eléctrico en el punto P es:
Y
1 2
P
3
4
5
q
q
O
d/2
d
X

E
Y

E total
P

E-
q
q
O
d/2
d
X
El dipolo eléctrico de la figura origina un campo eléctrico. El vector
que representa mejor el campo eléctrico en el punto medio entre
las dos cargas es:
Y
2
q
O
Vale cero
q
1
3
d/2
d
X
LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO DE UN DIPOLO ELÉCTRICO
LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO DE DISTRIBUCIONES
DISCRETAS DE CARGA
Fin de la primera sesión