Campo eléctrico de una partícula electrificada

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El campo eléctrico de una partícula electrificada puede ser representado en cada punto en el espacio, por un vector, por lo general simbolizado por E, que se denomina vector de campo eléctrico.

Sabemos que, como la carga se aleje de producir el campo eléctrico, la intensidad de este campo disminuye. Sin embargo, todavía no entendemos cómo se produce este cambio. Busquemos una ecuación que nos permite relacionar la intensidad del campo con la fuente de carga eléctrica, con el entorno y con la distancia.

Considere la fuente de carga Q puntiforme en el vacío, y una carga q prueba, separados por una distancia d. Donde P es el punto geométrico donde la carga de prueba, como se muestra arriba.

 La ecuación nos muestra que:

- La intensidad del campo eléctrico es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde el punto P a la fuente de carga Q.
- La intensidad del campo eléctrico en P no depende de q valor de carga de prueba, ya que este fue cancelado en el cálculo anterior.
- La intensidad de campo depende del medio que rodea la fuente de carga.

Tomemos el ejemplo a continuación:

Una carga eléctrica picaduras Q = 3 x 10-10 C genera, en un vacío, un campo eléctrico. Determine su intensidad a 3 mm de la misma. Adoptar K0 = 9 x 109 unidades del SI.

La recarga de las baterías

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Hay varios dispositivos que requieren electricidad para funcionar. Algunos de ellos necesitan que la batería se puede cambiar, otros tienen pilas o baterías que son recargables. Un ejemplo de uso de la batería recargable es el coche, porque cuando empezamos el motor, la batería proporciona la electricidad necesaria para hacer funcionar el motor de arranque.

Podemos decir que se produce este proceso porque la electricidad que alimenta el motor de arranque no es más que la energía almacenada en los enlaces químicos y convertida en electricidad. Después de que el motor comienza a funcionar, otro dispositivo llamado el alternador (o dínamo) empieza a ejecutarse, la carga de la batería del coche.

Podemos ver en la figura anterior que, en lugar de la corriente eléctrica de la terminal positiva de la batería, ella entra en el polo positivo. Por lo tanto, las reacciones químicas ocurren en el opuesta a la observada en la fase donde la batería se arranca el sentido de arranque.

Vemos que en este caso la batería entra la electricidad, que se almacena en los enlaces químicos, y no proporciona energía al circuito. Por eso decimos que la batería del coche actúa como un receptor y no como un generador mientras el coche está en marcha.

Encontramos este mismo proceso con los teléfonos inalámbricos y también las baterías de los teléfonos móviles. Porque cuando estamos haciendo uso de este tipo de teléfonos ya que sus baterías se agotan los generadores, ya que la corriente sale del polo positivo. Pero cuando sus baterías se agotan, o más bien, descargan, se colocan en los dispositivos conectados a la red eléctrica para cargar.

En esta etapa, que no funcionan como generadores, pero como receptores: corriente entra en el polo positivo. Hay baterías que no se puedan recargar porque las reacciones químicas no pueden ocurrir a la inversa. Las baterías recargables son también llamados generadores reversibles.

Cuando un generador reversible funciona como un receptor, su fuerza electromotriz (E) a menudo se llama fuerza contraeletromotriz, que es la abreviatura de fcem Un motor eléctrico que recibe energía de un generador es también un receptor.

Propiedades potenciales eléctricos

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De acuerdo con las propiedades del potencial eléctrico, decimos que el movimiento espontáneo de cargas eléctricas en un campo eléctrico, la energía potencial de la carga disminuye.

En cuanto al potencial eléctrico puede decir que expresa el efecto de un campo eléctrico en términos de posición dentro de ese campo. Por lo tanto, podemos definir el potencial eléctrico de la siguiente manera:

El potencial eléctrico de un punto de un campo eléctrico es la energía potencial eléctrica por unidad de carga eléctrica colocada en ese punto.

La ecuación matemática que define potencial eléctrico es:

Dónde:

           Ep es la energía potencial asociada con la carga eléctrica, medida en el SI en julios (J)
           q es la carga eléctrica de prueba, medición, el SI en coulomb (C)
           V es el potencial eléctrico, medido en SI, en julios por culombio (J / C)

Propiedades de potencial

Vamos a considerar la figura de arriba, donde tenemos una línea recta de la fuerza de un campo eléctrico generado por cargas eléctricas en reposo. Como la carga positiva genera positivo y potencial negativo tiene un potencial de carga negativa, el potencial eléctrico disminuye de negativo a carga positiva, es decir, en la dirección de la línea de fuerza.

A q carga de prueba, se redujo desde el reposo, comienza a moverse en esta línea de fuerza. Independientemente del signo de la carga q, el trabajo realizado por la fuerza del motor eléctrico está funcionando, es el movimiento espontáneo, es decir, la fuerza eléctrica favorece el desplazamiento.

Tenemos dos casos a considerar:

cargas positivas eléctricos, abandonados en un tema eléctrico y sólo en la intensidad del campo eléctrico, se mueven de forma espontánea a los puntos de menor potencial eléctrico.

cargas negativas, abandonados en un tema eléctrico y sólo en la intensidad del campo eléctrico, se mueven de forma espontánea a los puntos de mayor potencial eléctrico.

Potencial eléctrico

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El potencial eléctrico es una propiedad del espacio en el que existe un campo eléctrico. Sabemos que una carga puntual crea un campo eléctrico y el potencial eléctrico depende de la carga que crea este campo y la posición de la carga eléctrica.

Al estudiar los conceptos de campo eléctrico, hemos visto que se puede producir, o más bien creó, por una carga eléctrica puntual. El campo eléctrico se puede determinar en un momento en que ponemos en él una carga de la prueba - si llega a ser sujeto a una fuerza eléctrica, decimos que no hay campo eléctrico. Determinar la intensidad del campo eléctrico dividiendo el valor de la fuerza y la magnitud de la carga de la prueba.

Al probar el campo eléctrico a través de la carga de prueba, sólo estamos determinando la magnitud de la magnitud del campo eléctrico, pero a medida que el campo es una determinación de magnitud vectorial, la dirección y el sentido son escasas. La dirección es la recta que une el centro de dos cargos (carga del generador y de la carga de la prueba), y el significado puede estar acercándose (generación de carga negativa) o ausencia (generación de carga positiva).

La intensidad del campo eléctrico en el punto citado, sólo depende de la generación de carga y sin prueba de carga. Por lo tanto, si ponemos este punto una prueba de carga con mayor módulo, la fuerza eléctrica que carga aumentará proporcionalmente, manteniendo constante la intensidad del campo eléctrico.

Hay otra similar a la electrostática magnitud de campo eléctrico, pero con características escalares: el potencial eléctrico. En lugar de comparar la intensidad de la fuerza eléctrica experimentada por una carga de prueba y la magnitud de la carga; el potencial eléctrico en cualquier punto del espacio, se puede determinar con una experiencia muy similar, pero en el que se divide la energía potencial de una carga de prueba por el monto de este cargo.

Como hemos observado en el caso del campo eléctrico, el potencial eléctrico en un punto dado en el espacio, no depende de la carga de prueba, sino más bien la carga del generador. La carga de la prueba, ya sea aumentado o disminuido, sólo varía proporcionalmente su poder potencial, manteniendo constante el potencial en ese punto.

Campo eléctrico de una partícula electrizada

El campo eléctrico de una partícula electrificada puede ser representado en cada punto en el espacio por un vector, por lo general representado por E, que se llama el vector del campo eléctrico.

Sabemos que a medida que nos alejamos de la producción del campo eléctrico de la carga, la intensidad de este campo disminuye. Sin embargo, todavía no se entiende completamente cómo se produce esta variación. A continuación, vamos a buscar una ecuación que permite relacionar la intensidad del campo con la fuente de carga eléctrica, con el entorno y con la distancia.

Considere la posibilidad de la carga de punto de la fuente Q en vacío y una carga de prueba q, separados por una distancia d. Donde P es el punto geométrico donde la carga de la prueba, como se muestra arriba.

La ecuación muestra que:

- La intensidad del campo eléctrico es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente a la carga P P.
- La intensidad del campo eléctrico E no depende del valor de la carga de prueba q, ya que esta se cancela en la deducción anterior.
- La intensidad de campo depende del medio que rodea el muelle de carga.

Tomemos el ejemplo a continuación:

Una carga eléctrica Q = 3 x puntiforme 10-10 C genera, en un vacío, un campo eléctrico. Determinar la intensidad de 3 mm de la misma. Adoptar k0 = 9 x 109 unidades del SI.