Fonaments de Física: Electrostàtica i Electromagnetisme

Conceptes d'Electrostàtica i Electromagnetisme

Càrregues i Potencial Elèctric

• Dues càrregues elèctriques puntuals del mateix valor i signe: en el punt equidistant de les dues càrregues situat sobre la recta que les uneix, el camp elèctric és nul, però el potencial elèctric no ho és.
• Dues càrregues elèctriques puntuals q i -q: en el punt equidistant de les dues càrregues situat sobre la recta que les uneix, el potencial elèctric és nul, però el camp elèctric no ho és.
• Dues càrregues puntuals negatives idèntiques (q < 0) separades una distància d: si considerem que el potencial elèctric és nul a l'infinit, l'energia potencial electrostàtica d'una càrrega puntual positiva Q > 0 situada al punt del mig del segment que les uneix és inversament proporcional a la distància d.

Propietats del Camp Elèctric

• El camp elèctric sempre és perpendicular a les superfícies equipotencials.
• Si el potencial elèctric és constant, el camp elèctric és nul.
• Si el camp elèctric és uniforme, el potencial disminueix en el sentit del camp: V_A - V_B = -E · (r_A - r_B).

Condensadors i Semiconductors

La capacitat d'un condensador de plaques planes i paral·leles és proporcional a la constant dielèctrica del material entre plaques. Les relacions fonamentals són: ΔQ = I · Δt i N_e = ΔQ / e.

• Els semiconductors extrínsecs de tipus p es caracteritzen per tenir impureses acceptores.
• Els semiconductors extrínsecs de tipus n es caracteritzen per tenir impureses donadores.

Inducció Magnètica i Corrent Altern

• Fil recte i espira: per un fil recte molt llarg circula un corrent en sentit ascendent d'intensitat I. Al costat hi ha una espira rectangular amb dos dels seus costats paral·lels al fil. Cert: si I augmenta, a l'espira s'indueix un corrent en sentit antihorari.
• Vareta en camp magnètic: un circuit es troba en presència d'un camp magnètic uniforme perpendicular al pla del circuit i cap a dins del paper. Si la vareta metàl·lica de la dreta es mou cap a l'esquerra, cert, al circuit s'indueix un corrent en sentit horari.
• Generador de corrent altern: en un generador format per una bobina que gira en un camp magnètic uniforme, no augmentarà l'amplitud de la força electromotriu induïda si substituïm la bobina per una altra d'iguals dimensions però menor resistència.
• Energia en una bobina: quan el corrent que circula per una bobina es duplica, l'energia a la bobina es quadruplica.
• Solenoides: dos solenoides d'igual longitud i radi tenen N₁ = 1000 i N₂ = 2000, la qual cosa implica que L₁ = L₂ / 4.

Ones Electromagnètiques

En una ona electromagnètica harmònica, plana i linealment polaritzada, el vector de Poynting és paral·lel al camp magnètic.