miércoles, 28 de noviembre de 2012

2. Intensidad del campo eléctrico



Cuando un campo eléctrico influye sobre otro cuerpo o carga eléctrica, se dice que ejerce una fuerza eléctrica sobre éste. A diferencia de un campo eléctrico, si es posible observar el efecto de la acción ejercida por la fuerza eléctrica y cuantificar su intensidad. La intensidad del campo eléctrico (E) producido por una carga (Q) es el conciente entre la fuerza eléctrica (F) y el valor de la carga eléctrica de prueba (q).
E = F/q
Donde:
E : intensidad del campo eléctrico expresado en newtons / coulombs (N/C)
F : fuerza ejercida sobre la carga de prueba, espresada en newtons (N)
q : valor de la carga de prueba expresada en coulombs (C)
es importante saber que la intensidad del campo eléctrico que se calcula en la posición de q (carga de prueba) es la del campo producido por la carga Q, no la de campo producido por q.
un campo eléctrico es una cantidad vectorial que tiene dirección , magnitud y sentido. La dirección se representa mediante una flecha que indica hacia donde se mueve una pequeña carga de prueba positiva en reposo cuando se coloca cerca de un cuerpo cargado. 

 

Ejemplos: 


1.- una carga de 2 µC se coloca en un campo eléctrico y experimenta una fuerza de 5 x 10 -4 N. ¿Cuál es la magnitud de la intensidad del campo eléctrico? 


DATOS
FORMULA
SUSTITUCION Y RESULTADO
q = 5µC=5x10-6 C
E = F/q
(10 x 10⁶ N/C) (5x10⁻⁶C)
F= 10x10⁶N
F= Eq
F= 50 N
E= ?




2.- Una carga de prueba de 5 µC se coloca en un punto donde la intensidad del campo eléctrico es de 10 x 10⁶ N/C ¿Cuál es el valor de la fuerza que actuca sobre ella?



3.- Calcula la intensidad del campo eléctrico de una carga de 3 µC que recibe una fuerza de 4 x 10⁻⁵ N.


DATOS
FORMULA
SUSTITUCION Y RESULTADO
q = 5µC=5x10-6 C
E = F/q
(10 x 10⁶ N/C) (5x10⁻⁶C)
F= 10x10⁶N
F= Eq
F= 50 N
E= ?





Los ejemplos anteriores presentan casos en los que se calcula la intensidad del campo eléctrico de una carga en un punto en el espacio sin considerar la distancia a la que se encuentra ese punto.

La intensidad del campo (E), generado por una sola carga (Q) a una distancia (r) de la carga de prueba, se calcula a partir de la ley de coulomb, la cal se expresa mediante la ecuación: F=kQq/r², y de la intensidad del campo eléctrico E= F/q.

Sustituyendo la fuerza F de la ley de Coulomb en la ecuación de la intensidad del campo eléctrico se obtinene:



Donde:

E= intensidad del campo eléctrico

k = 9x10⁹ NM²/C²

Q = valor de la carga en coulombs (C)

R = distancia (m)

Esta ecuación permite calcular la intensidad del campo en un punto sin necesidad de colocar una segunda carga.
 

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