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Campo y potencial
Campo y potencial
Campo Eléctrico
 Es el espacio dentro
 del cual una carga
 eléctrica
 experimenta una
 fuerza eléctrica.
 Tanto la fuerza eléctrica como la gravitacional son
  ejemplos de fuerza de acción a distancia. Los físicos
  interesados en el estudio de este fenómeno difícil de
  explicar a simple vista, han demostrado de manera
  experimental que la fuerza gravitacional se ejerce de
  una masa a otra cercana, como se puede constatar con
  todos los cuerpos que se encuentran dentro del campo
  gravitacional de la tierra y de la misma manera se
  puede aplicar éste concepto a todos los objetos
  cargados eléctricamente.
 El espacio que rodea a dicho objeto cargado, se altera
  con la presencia de un campo eléctrico en este espacio.
Campo Eléctrico
 El campo eléctrico representa la idea
                    de líneas de fuerza eléctrica constante
                    extendiéndose a través del universo,
                   En 1789 Coulomb demostró que la
                    fuerza eléctrica es inversamente
                    proporcional al cuadrado de la
                    distancia entre las cargas.
                   De esa afirmación, Michael Faraday
                    en 1821 observó que se podía
Michael Faraday     aprovechar la fuerza de una corriente
                    eléctrica e invento un aparato para
                    hacerlo, ese aparato resulto ser el
                    primer motor eléctrico.
 Tanto la electricidad como el magnetismo aplicaban
  verdaderas fuerzas en el espacio y comenzó a
  estudiarlas partiendo de varios puntos.
 En cualquier lugar en las proximidades de una carga
  eléctrica una pequeña carga de prueba experimenta
  una fuerza, como si se debiese solo a una carga el
  diseño de las fuerzas detectadas en la carga de prueba
  es simple, es mas complejo en el caso de dos cargas
  opuestas…o para dos cargas del mismo signo y mas
  complejo aun para disposiciones mas
  complicadas, pero en todo caso incluso si la carga de
  prueba no esta ahí para detectarlo se puede suponer
  que el esquema de fuerzas existe en cualquier lugar del
  espacio.
 Aunque Faraday solo lo imagino, el campo
  también se puede expresar
  matemáticamente.
 La fuerza que actúa sobre una carga de
  prueba en cualquier punto del espacio es
  igual a la carga de prueba multiplicada por
  una magnitud debida solo a las otras
  cargas, esa magnitud es el campo
  eléctrico.
 Faraday nunca llego a esa definición de
  campo eléctrico, pero fue quien mas estuvo
  cerca de hacerlo.
 Para el la fuerza 1 “F1” partido por “r2” al
  cuadrado entre cargas eléctricas sugería que
  la fuerza debía ser aplicada por algo que se
  expandía hacia afuera desde las cargas, algo
  que como la luz del sol nunca se detiene y
  nunca se acaba en el espacio.
 Tal como Faraday imaginaba quizá algo podían ser líneas o
  tubos cada uno de ellos capaz de aplicar una fuerza a
  cualquier carga durante su trayectoria, estas líneas de
  fuerza comenzarían solo en cargas positivas y terminarían
  solo en cargas negativas y fluirían con suavidad por el
  espacio sin cruzarse ni enredarse, independientemente de
  su configuración las cargas tendrían un esquema
  característico de líneas, la fuerza que aplican sería fuerte
  cerca de las cargas donde las líneas se concentran, y débil
  lejos de las cargas donde las líneas están mas espaciadas.
 Gauss ofrecería un elegante
                   complemento a la idea de Faraday, en
                   términos de Faraday el flujo se
                   representa por todas las líneas de fuerza
                   que atraviesen cualquier superficie.
                  La ley de Gauss establece que para
                   cualquier superficie cerrada, el flujo
                   total es proporcional a la carga eléctrica
                   neta encerrada en su interior, si en el
Karl Friedrich     interior de una superficie no hay carga
    Gauss          neta cualquier flujo positivo hacia el
                   exterior de ella debe estar equilibrado
                   con una cantidad igual de flujo hacia el
                   interior o negativo.
 Un campo eléctrico que atraviesa un
  conductor hace que fluyan electrones
  hasta que se acumulen en la superficie
  repeliendo el movimiento de nuevos
  electrones, pero eso significa que el campo
  eléctrico del interior de cualquier
  conductor llega a ser 0 cuando se establece
  el equilibrio electrostático, por tanto en
  una superficie cerrada en el interior de un
  conductor no hay flujo a través de ella, de
  modo que la carga neta en su interior debe
  ser cero, pero puede haber carga en la
  superficie e independientemente de lo que
  haya en el exterior la carga de la superficie
  hace que el campo en el interior sea igual a
  cero.
 Maxwell transformo las ideas de Faraday
  en la teoría moderna del campo eléctrico.
Intensidad del Campo Eléctrico



                Es el valor del cociente
                 obtenido al dividir la fuerza
                 F ejercida sobre un cuerpo de
                 prueba colocado en un
                 punto, sobre la cantidad de
                 carga del cuerpo de prueba.
 El campo eléctrico al igual que una fuerza, es una
 cantidad vectorial , ya que posee modulo, dirección y
 sentido.




 El sentido del campo eléctrico en un punto, es el
 mismo que el de la fuerza ejercida sobre una carga de
 prueba positiva colocada en el punto. Al campo
 eléctrico se le da la carga positiva y llega a la negativa.
 La dirección de la intensidad del campo eléctrico, es la
  misma de una carga positiva (+q) cuando se coloca en
  dicho punto.
 Es importante recordar que el campo eléctrico es una
  propiedad asociada con el espacio que rodea a la carga
  eléctrica, es decir, que existirá siempre un campo
  eléctrico alrededor de un cuerpo cargado
  independientemente si se coloca, o no una carga en el
  campo.
 Si “q” es positiva, “E” y “F” tendrán la misma dirección; si
  “q” es negativa “F” será opuesta al campo “E”.




 El campo alrededor de una carga positiva está dirigido
  radialmente hacia afuera. Para una carga negativa está
  dirigido hacia adentro de la carga.
Campo y potencial
Potencial Eléctrico
 Potencial en un punto de un campo eléctrico. Es la
 razón de la energía potencial de una carga de prueba
 que colocada en el punto con respecto al valor de la
 carga.
Voltaje
           Es el trabajo por unidad
           de carga realizado en
           contra de las fuerzas
           eléctricas al traer una
           carga +q(positiva) desde
           en infinito a dicho punto.
La formula para calcular el voltaje o
potencial es:
Gráficamente




 Potencial eléctrico en un punto situado a una diferencia “r” de
  una carga.

 El potencial es una cantidad escalar, ya que, la energía
  potencial es escalar.
Unidades de Potencial




 El Volt o Voltio, recibe este nombre en honor al físico
  italiano Alessandro Volta inventor de la pila voltaica
  (primera pila eléctrica) y se define como:
Voltio
 El potencial en un punto de un
 campo eléctrico es un voltio, si
 para atraer una carga de un
 Coulomb desde el infinito al
 punto venciendo las fuerzas del
 campo, es necesario realizar un
 trabajo de un Joule.
El potencial de un campo
 Se define en términos de una carga positiva. Esto
 es, que el potencial será negativo en un punto en el
 espacio que rodea a una carga negativa.
CAMPO Y POTENCIAL


Campo Eléctrico         Potencial Eléctrico



     Es el espacio       Potencial en un punto
  dentro del cual una    de un campo eléctrico.
    carga eléctrica     Es la razón de la energía
   experimenta una       potencial de una carga
   fuerza eléctrica.    de prueba que colocada
                        en el punto con respecto
                           al valor de la carga.
Conclusión
 El campo eléctrico es el espacio dentro del cual una
  carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica.
  La primera idea de un campo eléctrico fue
  realizada por Michael Faraday quien definía al
  campo eléctrico como líneas de fuerza eléctrica
  constante extendiéndose a través del universo.
 El potencial eléctrico es un punto de energía
  potencial situada dentro del campo eléctrico que
  tiene una carga +q(positiva).

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  • 3. Campo Eléctrico  Es el espacio dentro del cual una carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica.
  • 4.  Tanto la fuerza eléctrica como la gravitacional son ejemplos de fuerza de acción a distancia. Los físicos interesados en el estudio de este fenómeno difícil de explicar a simple vista, han demostrado de manera experimental que la fuerza gravitacional se ejerce de una masa a otra cercana, como se puede constatar con todos los cuerpos que se encuentran dentro del campo gravitacional de la tierra y de la misma manera se puede aplicar éste concepto a todos los objetos cargados eléctricamente.  El espacio que rodea a dicho objeto cargado, se altera con la presencia de un campo eléctrico en este espacio.
  • 6.  El campo eléctrico representa la idea de líneas de fuerza eléctrica constante extendiéndose a través del universo,  En 1789 Coulomb demostró que la fuerza eléctrica es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas.  De esa afirmación, Michael Faraday en 1821 observó que se podía Michael Faraday aprovechar la fuerza de una corriente eléctrica e invento un aparato para hacerlo, ese aparato resulto ser el primer motor eléctrico.
  • 7.  Tanto la electricidad como el magnetismo aplicaban verdaderas fuerzas en el espacio y comenzó a estudiarlas partiendo de varios puntos.  En cualquier lugar en las proximidades de una carga eléctrica una pequeña carga de prueba experimenta una fuerza, como si se debiese solo a una carga el diseño de las fuerzas detectadas en la carga de prueba es simple, es mas complejo en el caso de dos cargas opuestas…o para dos cargas del mismo signo y mas complejo aun para disposiciones mas complicadas, pero en todo caso incluso si la carga de prueba no esta ahí para detectarlo se puede suponer que el esquema de fuerzas existe en cualquier lugar del espacio.
  • 8.  Aunque Faraday solo lo imagino, el campo también se puede expresar matemáticamente.  La fuerza que actúa sobre una carga de prueba en cualquier punto del espacio es igual a la carga de prueba multiplicada por una magnitud debida solo a las otras cargas, esa magnitud es el campo eléctrico.  Faraday nunca llego a esa definición de campo eléctrico, pero fue quien mas estuvo cerca de hacerlo.  Para el la fuerza 1 “F1” partido por “r2” al cuadrado entre cargas eléctricas sugería que la fuerza debía ser aplicada por algo que se expandía hacia afuera desde las cargas, algo que como la luz del sol nunca se detiene y nunca se acaba en el espacio.
  • 9.  Tal como Faraday imaginaba quizá algo podían ser líneas o tubos cada uno de ellos capaz de aplicar una fuerza a cualquier carga durante su trayectoria, estas líneas de fuerza comenzarían solo en cargas positivas y terminarían solo en cargas negativas y fluirían con suavidad por el espacio sin cruzarse ni enredarse, independientemente de su configuración las cargas tendrían un esquema característico de líneas, la fuerza que aplican sería fuerte cerca de las cargas donde las líneas se concentran, y débil lejos de las cargas donde las líneas están mas espaciadas.
  • 10.  Gauss ofrecería un elegante complemento a la idea de Faraday, en términos de Faraday el flujo se representa por todas las líneas de fuerza que atraviesen cualquier superficie.  La ley de Gauss establece que para cualquier superficie cerrada, el flujo total es proporcional a la carga eléctrica neta encerrada en su interior, si en el Karl Friedrich interior de una superficie no hay carga Gauss neta cualquier flujo positivo hacia el exterior de ella debe estar equilibrado con una cantidad igual de flujo hacia el interior o negativo.
  • 11.  Un campo eléctrico que atraviesa un conductor hace que fluyan electrones hasta que se acumulen en la superficie repeliendo el movimiento de nuevos electrones, pero eso significa que el campo eléctrico del interior de cualquier conductor llega a ser 0 cuando se establece el equilibrio electrostático, por tanto en una superficie cerrada en el interior de un conductor no hay flujo a través de ella, de modo que la carga neta en su interior debe ser cero, pero puede haber carga en la superficie e independientemente de lo que haya en el exterior la carga de la superficie hace que el campo en el interior sea igual a cero.  Maxwell transformo las ideas de Faraday en la teoría moderna del campo eléctrico.
  • 12. Intensidad del Campo Eléctrico  Es el valor del cociente obtenido al dividir la fuerza F ejercida sobre un cuerpo de prueba colocado en un punto, sobre la cantidad de carga del cuerpo de prueba.
  • 13.  El campo eléctrico al igual que una fuerza, es una cantidad vectorial , ya que posee modulo, dirección y sentido.  El sentido del campo eléctrico en un punto, es el mismo que el de la fuerza ejercida sobre una carga de prueba positiva colocada en el punto. Al campo eléctrico se le da la carga positiva y llega a la negativa.
  • 14.  La dirección de la intensidad del campo eléctrico, es la misma de una carga positiva (+q) cuando se coloca en dicho punto.  Es importante recordar que el campo eléctrico es una propiedad asociada con el espacio que rodea a la carga eléctrica, es decir, que existirá siempre un campo eléctrico alrededor de un cuerpo cargado independientemente si se coloca, o no una carga en el campo.
  • 15.  Si “q” es positiva, “E” y “F” tendrán la misma dirección; si “q” es negativa “F” será opuesta al campo “E”.  El campo alrededor de una carga positiva está dirigido radialmente hacia afuera. Para una carga negativa está dirigido hacia adentro de la carga.
  • 17. Potencial Eléctrico  Potencial en un punto de un campo eléctrico. Es la razón de la energía potencial de una carga de prueba que colocada en el punto con respecto al valor de la carga.
  • 18. Voltaje  Es el trabajo por unidad de carga realizado en contra de las fuerzas eléctricas al traer una carga +q(positiva) desde en infinito a dicho punto.
  • 19. La formula para calcular el voltaje o potencial es:
  • 20. Gráficamente  Potencial eléctrico en un punto situado a una diferencia “r” de una carga.  El potencial es una cantidad escalar, ya que, la energía potencial es escalar.
  • 21. Unidades de Potencial  El Volt o Voltio, recibe este nombre en honor al físico italiano Alessandro Volta inventor de la pila voltaica (primera pila eléctrica) y se define como:
  • 22. Voltio  El potencial en un punto de un campo eléctrico es un voltio, si para atraer una carga de un Coulomb desde el infinito al punto venciendo las fuerzas del campo, es necesario realizar un trabajo de un Joule.
  • 23. El potencial de un campo  Se define en términos de una carga positiva. Esto es, que el potencial será negativo en un punto en el espacio que rodea a una carga negativa.
  • 24. CAMPO Y POTENCIAL Campo Eléctrico Potencial Eléctrico Es el espacio Potencial en un punto dentro del cual una de un campo eléctrico. carga eléctrica Es la razón de la energía experimenta una potencial de una carga fuerza eléctrica. de prueba que colocada en el punto con respecto al valor de la carga.
  • 25. Conclusión  El campo eléctrico es el espacio dentro del cual una carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica. La primera idea de un campo eléctrico fue realizada por Michael Faraday quien definía al campo eléctrico como líneas de fuerza eléctrica constante extendiéndose a través del universo.  El potencial eléctrico es un punto de energía potencial situada dentro del campo eléctrico que tiene una carga +q(positiva).