Fisicanet ®

Principio de superposición

Esquema de las cargas y los vectores intensidad de campo

a)

Ē = Ē1 + Ē2 + … + Ēn =nĒi
i = 1

b)

V1 =1·q1 V1 + V2 + V3 + … =
4·π·εr1
 
V2 =1·q2
4·π·εr2
 
V3 =1·q3
4·π·εr3
=1·(q1+q2+ … +qn)
4·π·εr1r2rn
V =1·b

i = 1
q1
4·π·εr1

Es un sumatorio algebraico. Cada carga va con su signo

Superficies equipotenciales

Son superficies que en todos sus puntos tienen el mismo potencial.

V =1·Q
4·π·εr

Si r = constante y ε = constante, entonces V = constante. Todas las superficies equipotenciales son esféricas (Si solo hay una carga)

Esquema de superficies equipotenciales
Esquema de superficies equipotenciales

Propiedades

a) Dos superficies equiescalares no se pueden cortar.

b) El trabajo para desplazar una carga dq a lo largo de una superficie equipotencial es 0.

dW = dq(V1-V2) V1 = V2→ dW = 0

c) El campo eléctrico (vector campo) es perpendicular en todos su puntos a una superficie equipotencial.

dW = F·dř = dq·E·dr·cos α

Por propiedad (b) el W = 0

0 =dq·E·drcos α→ cos [Ēy·dř] = 0 y por tanto Ē perpendicular a dř
0= 0

Campo, potencial y carga en el interior de un conductor cargado en equilibrio eléctrico y en su superficie

Como ya vimos, el campo en el interior de un conductor en equilibrio debe ser 0, ya que si no fuera así sus cargas no estarían en reposo, no estaría en equilibrio. Toda la carga está en su superficie. Ē = 0.

Potencial: V1-V2 = E·d = 0 → V1 = V2

Esto es porque V1- V2 = E·d = 0

Esquema del potencial y carga en el interior de un conductor
Esquema del potencial y carga en el interior de un conductor

Todos los puntos del conductor cargado y en equilibrio están siempre en el mismo potencial. Si todos los puntos están al mismo potencial, la superficie es equipotencial.

Carga

Tomamos en el interior una superficie gaussiana.
Por definición Φ = Ē·S' = 0·S' = 0
Por Gauss Φ = ∑q/ε → ∑q = 0

Esquema de una superficie gaussiana
Esquema de una superficie gaussiana

Luego la carga no está dentro, toda está en la superficie.

Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Definimos una nueva magnitud.
Densidad superficial de carga σ = q/s. Carga por unidad de superficie.
También existe la carga por unidad de longitud λ = q/l.
Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Si el conductor es esférico y se carga la σ sería constante por simetría.
Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Esquema de la carga en el exterior de una superficie gaussiana
Si el conductor no es esférico la carga no se reparte por igual, hay acumulaciones en las puntas. Esto se conoce como efecto puntas. En esto se basa el pararrayos.
Otra nueva magnitud que relaciona la carga y el potencial es la capacidad C = q/V. Depende solo de sus características geométricas. Unidad faradio (F).

Para una esfera:

C =Q=Q
V1·Q
 4·π·ε0r

C = 4·π·ε0·r

• Fuente:

http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Autor: Leandro Bautista

España.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

Ver condiciones para uso de los contenidos de fisicanet.com.ar

Ejemplos de aplicación

Éste sitio web usa cookies, si permanece aquí acepta su uso.

Puede leer más sobre el uso de cookies en nuestra política de privacidad.