Fundamentos del Campo Electrostático y Potencial Eléctrico
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El Campo Electrostático
El campo electrostático es la región del espacio en la que se aprecia la perturbación provocada por un cuerpo cargado en reposo.
Campo Creado por una Carga Puntual
Llamamos intensidad de campo eléctrico en un punto (E) a la fuerza que el cuerpo de carga Q ejerce por cada unidad de carga positiva colocada en dicho punto. [Fórmula]
Campo Creado por una Distribución de Cargas Puntuales
Principio de superposición. La intensidad del campo electrostático en un punto es la suma vectorial de los campos que crearían cada uno de esos cuerpos si solo estuviese él en esa región del espacio. [Fórmula]
Dipolo Eléctrico
Un dipolo eléctrico es un sistema formado por dos cargas iguales de signo contrario. El momento dipolar es: μ = q • d
Energía Asociada al Campo Eléctrico
Trabajo Debido a las Fuerzas Electrostáticas
El campo electrostático es un campo conservativo porque el trabajo realizado por las fuerzas del campo depende solo del punto inicial y final del desplazamiento, y no de la trayectoria seguida. [Fórmula]
Energía Potencial Eléctrica
Energía potencial eléctrica Ep es aquella que tiene una determinada carga por encontrarse bajo la influencia electrostática de otra u otras cargas. [Fórmula]
Teorema de Conservación de la Energía Mecánica
Cuando un sistema está sometido únicamente a la acción de fuerzas conservativas, la energía mecánica se conserva. [Fórmula]
Potencial Eléctrico
Potencial en un Punto
Se denomina potencial en un punto V a la energía potencial por unidad de carga positiva en ese punto. [Fórmulas]
Diferencia de Potencial
Si consideramos dos puntos i y f en un campo electrostático, denominamos diferencia de potencial entre ambos a la relación [Fórmula].
En general, en un campo electrostático, las cargas positivas se desplazan de forma espontánea en el sentido de los potenciales decrecientes.
Las cargas negativas se desplazan de forma espontánea en el sentido de los potenciales crecientes.
Representación del Campo Electrostático
Líneas de Campo
Las líneas de campo son líneas tangentes en cada punto al vector intensidad de campo en ese punto.
Superficies Equipotenciales
Las superficies equipotenciales son regiones del espacio para las cuales el potencial eléctrico tiene el mismo valor.
Estudio Comparativo
Campo Gravitatorio vs. Campo Electrostático
En un sistema sometido únicamente a la interacción del campo gravitatorio y el campo electrostático, se conserva la energía mecánica. [Fórmula]
Campo Creado por una Distribución Continua de Carga
Flujo del Campo Electrostático
Se llama flujo del campo electrostático al número de líneas de campo que atraviesa una superficie. Se representa de tal manera que el número de líneas de campo por unidad de superficie perpendicular a las mismas indica la intensidad del campo.
Teorema de Gauss
El Teorema de Gauss para el campo electrostático dice que el flujo neto que atraviesa una superficie incluida en un campo depende de la carga encerrada por dicha superficie. El teorema de Gauss para el campo electrostático dice: [Fórmula]