Equipo Azul

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martes, 2 de noviembre de 2010

CAMPO ELÉCTRICO

  • Definición física de Campo
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para ejercer su influencia sobre otras, de ahí que las fuerzas eléctricas sean consideradas fuerzas de acción a distancia. Cuando en la naturaleza se da una situación de este estilo, se recurre a la idea de campo para facilitar la descripción en términos físicos de la influencia que uno o más cuerpos ejercen sobre el espacio que les rodea.


La noción física de campo se corresponde con la de un espacio dotado de propiedades medibles. En el caso de que se trate de un campo de fuerzas éste viene a ser aquella región del espacio en donde se dejan sentir los efectos de fuerzas a distancia. Así, la influencia gravitatoria sobre el espacio que rodea la Tierra se hace visible cuando en cualquiera de sus puntos se sitúa, a modo de detector, un cuerpo de prueba y se mide su peso, es decir, la fuerza con que la Tierra lo atrae. Dicha influencia gravitatoria se conoce como campo gravitatorio terrestre. De un modo análogo la física introduce la noción de campo magnético y también la de campo eléctrico o electrostático.
  • El campo eléctrico


El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.




video



  • Intensidad de campo eléctrico.
       
Para poder interpretar cómo es la intensidad del campo eléctrico producido por una carga eléctrica, se emplea una carga positiva (por convención) de valor muy pequeño, llamada carga de prueba, de esta manera sus efectos, debido al campo eléctrico, se pueden despreciar
Si la carga de prueba recibe una fuerza de origen eléctrico, diremos que en ese punto del espacio existe un campo eléctrico, cuya intensidad E es igual a la relación dada entre la fuerza F y el valor de dicha carga de prueba q. Por lo tanto:

                               E = F
                                 Q

intensidad del campo eléctrico en Newtons/coulomb (N/C).
fuerza que recibe la carga de prueba en Newtons (N) o dinas.
valor de la carga de prueba en Coulomb (C)

La intensidad del campo eléctrico E, es una magnitud vectorial, toda vez que la fuerza F también lo es, por ello los campos eléctricos se suman vectorialmente. Así pues, la dirección y el sentido del vector representativo de la intensidad del campo eléctrico en un punto será igual a la de la fuerza que actúa en ese punto sobre la carga de prueba, la cual como señalamos es positiva por convención. 
Si se desea calcular la intensidad del campo eléctrico E a una determinada distancia r de una carga q se considera que una carga de prueba q1 colocada a dicha distancia recibe una fuerza F debida a q y de acuerdo con la Ley de Coulomb se calcula con la expresión siguiente:

F = k Q q1    (1)
         r2

     Como E = F   (2)
             q1

     Sustituyendo la ecuación 1 en 2 tenemos:

       kq q1
E =    r2____      (3)
          q1.

Donde:    E = kq          (4)
                     r2.




  • Líneas de campo eléctrico

Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidad vectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo.
Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.






  • Permisividad

La permitividad, tomada en función de la frecuencia, puede tomar valores reales o complejos. Generalmente no es una constante ya que puede variar con la posición en el medio, la frecuencia del campo aplicado, la humedad o la temperatura, entre otros parámetros. En un medio no lineal, la permitividad puede depender de la magnitud del campo eléctrico.
La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio.


La permitividad del vacío  Eo  es 8,8541878176x10-12 F/m.
La permitividad está determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Está directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica. Por ejemplo, en un condensador una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una mayor capacitancia del mismo.

  • Densidad de carga

Aunque la carga eléctrica es una magnitud cuantizada, cualquier volumen contiene un número tan elevado de partículas eléctricas (electrones o protones) que podemos considerar la carga eléctrica como una magnitud continua.

A la carga eléctrica por unidad de volumen r, se le llama densidad de carga volúmica:

que se mide en el S.I. en C/m3



A la carga eléctrica por unidad de superficie s, se le llama densidad de carga superficial:

que se mide en el S.I. en C/m2



A la carga eléctrica por unidad de longitud l, se le llama densidad de carga lineal:
que se mide en el S.I. en C/m


  • Teorema de Gauss
El teorema de Gauss afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual al cociente entre la carga que hay en el interior de dicha superficie dividido entre e0.

Para una línea indefinida cargada, la aplicación del teorema de Gauss requiere los siguientes pasos:
1.-A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico.
La dirección del campo es radial y perpendicular a la línea cargada
2.-Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo
Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de radio r y longitud L.
·         Flujo a través de las bases del cilindro: el campo E y el vector superficie S1 o S2 forman 90º, luego el flujo es cero.
·         Flujo a través de la superficie lateral del cilindro: el campo E es paralelo al vector superficie dS. El campo eléctrico E es constante en todos los puntos de la superficie lateral,


El flujo total es, 2p rL
3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerrada
La carga que hay en el interior de la superficie cerrada vale q=l L, donde l es la carga por unidad de longitud.
4.-Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico






32 comentarios:

  1. Felicito al equipo que se nota que trabajaron todos, una excelente organizacion, la publicación me parecio atractiva y muy buena presentacion de la informacion, todo muy concreto y de buenas fuentes.

    Norma Guadalupe Montoya 5'D

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  2. Ohh, esa pequña introduccion sobre el campo gravitatorio de la tierra, la fuerza con la que atrae los cuerpos hacia el centro, creo que es muy util para darnos una mejor idea sobre el campo magnetico y el campo electrico.
    Creo que el punto central aqui, son las cargas y el campo: Las fuerzas que los campos ejercen sobre las cargas.
    Aunque aun tengo dudas sobre las lineas fuerzas en las graficas. Tienen que se extrictamente continuas?
    Por cierto, el video esta muy bien (:
    Saludos

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  3. Este blog está muy bien hecho, nos presenta una información muy completa sin que este muy extenso haciendo, en conjunto con las imágenes, más fácil el entendimiento sobre la relación del campo eléctrico con las cargas que se encuentran en el y las fuerzas que se generan de esto.

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  4. interesante introduccion

    el tema se centra mas en las fuerzas y las cargas electricas, asi como el campo en las que se presenta.
    interesante informacion

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  5. ME PARECIO REALMENTE INTERESANTE, YA QUE ME AYUDO A ENTENDER EL CONCEPTO REAL DE CAMPO ELECTRICO, NOS ENSEÑARON COMO SE LLEVA A CABO LA APARICION DE LAS FUERZAS ELECTRICAS (ATRACCION Y REPULCION)

    TAMBIEN ME ENSEÑARON QUE PARA PODER INTERPRETAR COMO ES LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO , SE EMPLEAN LAS CARGAS POSITIVAS, LLAMADA CARGA DE PRUEBA.

    ME AYUDO A SABER EL SIGNIFICADO DE PERMITIVIDAD Y DE IGUAL MANERA LOGRARON QUE LO ENTENDIERA PERFECTAMENTE, COMO TAMBIEN ME ENSEÑO EL TEOREMA DE GAUSS.

    MUY BIEN EQIPO ME QEDO MUY CLARO EL TEMA :d

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  6. El mundo esta lleno de fuerzas y energia, una de ellas son las que ejercen los electrones, formando campos electricos, que aunque no podamos verlos, existen.
    Creo que es muy importante estudiar y conocer estos temas porque nos ayudan a comprender mejor el fenómeno de la electricidad y en este caso, la manera en que se puede ver afectada como por ejemplo la permisividad.

    Me gustaria saber como descubrieron que los electrones describen trayectorias radiales o alguna manera de como comprobar este fenomeno.

    Buen blog.

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  7. Quesney Sanchez Karla
    Creo que este tema es uno de los mas importantess! dieron muy buena la introduccion y ya con eso me di una idea de lo que es un campo eléctrico y la importancia que ocupa dia con dia... porque aunque no podemos velo podemos sentirlo y determinar qué tanta fuerza hay en cada uno de los campos electricos... Con esto nos precentamos a diario, y es interesante todo lo que explican en el tema, esta explicado muy bien y con ejemplos entendibless... muy buen video!
    Saludoss

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  8. el teorema de gauss me confunde :s pero de ahi en fuera esta muy bn echo el trabajo :E
    y le dieron mucha prioridad a los primeros temas :3

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  9. me parece un tema muy interesante,y el blog explica de forma clara el significado de campo electrico, el campo electrico se me hace un poco dificil de comprender y esto me ayudo a comprender un poco mas.
    el video esta muy bien ya que resume de forma sencilla todo lo que se dice en el blog.

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  10. Aqui nos podemos dar cuenta que no ocupamos mucha informaion para poder explicar o entender un tema, este blog tiene poca informacion pero muy util, y gracias a las imagenes, el video y las formulas que se emplean en los diferentes subtemas, podemos enteder lo que es un campo electrico y el teorema de gauss, todo esta muy bien,

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  11. Tema algo mas confuso, aunque solo hay que prestaarle un poco mas de atencion para comprender bien las formulas, muy buena informacion compañeros.

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  12. Muy interesantes los temas. Algo confusos pero en si son buenos y biene buena informacion en el blog. Los felicito

    Marvin Padilla 5D

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  13. Si me queda claro el por que se usan magnitudes vectoriales en un campo eléctrico, porque a pesar de no necesitar estar directamente en contacto entre ellas, las cargas elèctricas tienen campos eléctricos que ejercen su influencia de atracción o repulsión, y tienen dirección y sentido.

    También lo de permitivaidad que es la tendencia que tienen los materiales de polarizarse en un
    campo eléctrico.

    Lo que si no me quedo muy claro fue lo del teorema de Gauss. Que significa "eo"? energía inicial??.

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  14. Se me hiso un tema interesante nomas que campo electrico se me hace un poco dificil de comprender,lo bueno que explicaron bien y esto a ayuda a comprenderlo ya un poco mas, creo que el video lo explica como mas resumido,rapido y sencillito :) pero esta bien hecho ;D

    benjamin rascon vzla. 5D

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  15. Me gusto el papel que desempeña el campo gravitatorio en la tierra.
    Muy buena informacion, las imagenes y el video me dieron una mejor idea de este tema.

    Kevin Ricardo Diaz Galvez 5 D

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  16. Es un buen blog, sobre todo lo que me llamo la atencion fue la introduccion que dieron sobre el campo gravitacional , fue una buena forma de demostrar lo que es el campo electrico y la atraccion que existe, en este caso gravitacional.
    muy buena informacion
    solo tengo algunas dudas sobre las líneas del campo electrico, ya que me hubiera gustado que se explicara de una forma mas extensa, pero en general muy buen blog
    La sintesis de la informacion fue muy bien hecha.

    Gabriela Vianney Flores Montes 5D

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  17. La introducción es perfecta, al hablar sobre el campo gravitacional da un buen enfoque a lo que se quiere dar a entender, sobre todo también el video que se muestra sobre un campo electrico que refiere tambien en el espacio y la atracción que existe. cuando es confuso un tema es mejor explicarlo con videos, asi como lo hicieron ustedes, felicidades compañeros

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  18. Muy buena introduccion, muy bien resumida y nos adentra rapidamente en el tema de campo electrico, nos ponen de ejemplo algo muy obvio,la tierra misma, como hace que se atraigan los cuerpos hacia el centro. Muy bien explicado, no entendi lo de las lineas fuerza. muy buen video habla exactamente de lo que se necesita saber sobre este tema :)

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  19. La informacion de este blog es muy detallada, explican sontetizadamente cada punto.
    El Teorema de Gauss me ubiera gustado que lo explicaran de una forma mas entendible pero de ahi en fuera todo esta muy bien.
    buen trabajo ;)

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  20. Muy buen blog, su introduccion esta muy completa y su informacion es muy amplia mas no es dificil de entender.
    Yo creo que es muy bueno estudir los campos magneticos y me gusto que ayan puesto como ejemplo el de la tierra, de como los cuerpos son atraidos hacia en centro.
    El video le llevo muy bien a la informacion.
    buen blog

    BARRBAS 5D

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  21. En particular me parece de suma importancia tener por entendido que es el campo electrico y como se presenta en la naturaleza, esto ya sea por la gran cantidad de aplicaciones que tiene la energia electrica en nuestro dia a dia y es muy contradictorio no conocer el porque de su comportamiento, es por eso que aqui nos presenta ustedes como equipo informacion basica acerca del tema, de forma muy directa me llamo la atencion las distintas teorias acerca de los campos electricos y como interactuan en su medio fisico en forma de carga electrica en relacion al cuerpo con el que entran en contacto.
    Muy buen trabajo equipo, informacion clara y consisa acompaña de ejemplo e imagenes representativas.

    Diego Alonso velazquez Campaña. 5ºD

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  22. Bueno a mi tambien me toco exponer sobre este tema, se me hace un tema muy interesante me gusta la idea de hacer bloog porque asi podemos estudiar y aprender mas sobre estos temas tan interesantes.lo mas importante y mas facil de entender gracias al video expuesto y a las imagenes que aparecen en este blog es sobre la relación del campo eléctrico con las cargas que se encuentran en el y las fuerzas que se generan de esto.
    Los felicito compañeros

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  23. excelente informacion es poca pero muy bien explicada, una muy buena introduccion fue una buena forma de demostrar lo que es el campo electrico y la atraccion que existe, en este caso gravitacional. Me llamo mucho la atencion la forma en la que se refiere a los fenomenos de la naturaleza, se recurre a la idea de campo para facilitar la descripción en términos físicos de la influencia que uno o más cuerpos ejercen sobre el espacio que les rodea.

    SERGIO RAFAEL JACQUEZ TORRES 5D

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  24. exelente informacion bien resumida, lo que entendi es que un campo electrico actua como si estubiera cargado positivamente porque al estar ante una carga positiva se repele y al estar con una carga negativa se atraen.
    Esta todo muy bien explicado y me queda claro muhas cosas. Bien hecho... el video esta muy bien.

    Saúl Sánchez Castro 5°D

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  25. esta muy completo muy bien explicado cada concepto de campo electrico. me ayuda a entender mas sobre el tema y comprenderlo aun mejor. es bueno saber tambien el comportamiento de un campo electrico. muy bien equipo los felicito.

    jaciel alejandro monteon castro 5to D

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  26. bueno blog con información concisa me llamo la antencion el tema de lineas de campo eléctrico la manera en que son atraidas como nacen y mueren co se hace referencia dependiendo de el campo electrico y la manera en que serian afectadas por la fuera del campo en un supuesto caso de que fueran dejadas a circulacion libre dentro de el material conductor las cargas que estan interactuando entre si.


    buen tema muy interesante cada dia se aprende algo nuevo:P

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  27. Es importante saber lo que es campo electrico y en que manera se presenta, esto por la gran variedad en las formas que se puede aplicar la energia electrica constantemente y es muy raro no entender el porque de su comportamiento,y en este blog viene toda la informacion detallada respecto al tema, en una forma facil de comprender,son interesantes las teorias acerca de los campos electricos y como interactuan en su medio fisico en forma de carga electrica en relacion al cuerpo al hacer contacto.

    Es un buen blog, informacion completa a detalle bien resumida tambien expresada en algunas imagenes y el video.

    Luis Manuel Yañez Espinoza 5°D

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  28. me ayudaron a comprender mejor acerca del campo electrico y campo magnetico y como estos dos estan relacionadas con las cargas tambien como un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio que esto seria lo que es permisividad y como todo esto se complementa con lo que es el campo gravitatorio de la tierra.

    Angeles Adela Paez A 5D

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  29. buen blog, ayuda a comprende y a resolver muchas dudas. una de las cosas que me parecieron interesantes fue que aunque la carga electrica es una magnitud cuantizada cualquier volumen contiene un numero elevado de particulas electricas, que podemos considear la carga electrica como una magnitud continua:)
    javier Alexi valdez zazueta 5°D

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  30. Es emocionante ver como en un campo electrico se forman feurzas electricas donde hay fuerzas de atraccion y repulsion. Tambien es padre ver como se comportan las cargas positivas y las lineas que ocasionan..esta muy interesante este temaa!!

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  31. me parecio buena la introduccion ya que da una breve explicacion de lo que es el campo electrico.
    el teorema de gauss esta un poco dificil de entender pero con la informacion que esta muy completa sera mas facil conprender el tema.

    buen blog.

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