CLASE DE FISICA GRADO 11° DEL 22 DE AGOSTO DEL 2024 SEMANA #25 TEMA: EVENTOS ELECTROMAGNETICOS

 

	ÁREA: FISICA	GRADO: 11°
	DOCENTE: ENAIDO MALDONADO POLO	CORREO: matematica. ceqa@gmail.com
	FECHA: DEL 22 DE AGOSTO DEL 2024	PERIODO: TERCERO
	VALOR: RESPONSABILIDAD	FRASE:  "SOMOS INTEGRALES ASI NOS HIZO DIOSQUERIDOS AMIGOS OFRECE ESTA OPCION EDUCACION EN SABERES,VALOR Y FORMACION BUSCANDO EN NOSOTRO SIEMPRE LO MEJOR"

FECHA: DEL 22 DE AGOSTO DEL 2024

 GRADO: 11°

TEMA:   EVENTOS ELECTROMAGNETICOS 

SUBTEMA:  CAMPOS ELECTRICOS

LOGRO. Reconoce los campos los eventos electromagnéticos y explica su comportamiento en el medio

ACTIVIDAD PREVIA: Exploro mis conocimientos. ¿Que es un campo eléctrico ?. lluvia de ideas

El campo eléctrico de cargas distribuidas

Imaginemos ahora una situación algo más compleja y, también, más útil (ya que, no es muy común encontrar partículas con carga puntual). Ahora tenemos objetos con una forma y un volumen determinados. Gracias al principio de superposición, consideramos una densidad de carga homogénea $�$ ,en lugar de la carga de una sola partícula. Para calcular el campo eléctrico es cuestión de hacer una integral que considere la distribución de la carga dentro del objeto:

$$\stackrel{<span\; style="font-size:\; small;">\to </span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}<span\; style="font-size:\; small;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">\int </span>{\displaystyle \frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">\cdot </span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">2</span>}}}}\stackrel{<span\; style="font-size:\; small;">^</span>}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}}$$

A partir de este resultado, es posible ir más allá y considerar, por ejemplo, una densidad de carga no homogénea. Tomamos una fuente cuya carga varía a lo largo de una o varias dimensiones en el espacio y en todo el volumen. Para nombrar esta densidad, añadimos entre paréntesis las variables de las que depende. Por ejemplo, el caso de una densidad de carga que varía en la dimensión $�$, se representa por $�(�)$.

Potencial eléctrico

El campo eléctrico pertenece a una conjunto de campos especiales llamados campos conservativos, que se definen por conservar la energía de una partícula afectada por ellos (una carga en este caso), al describir la misma un bucle cerrado en el seno de un campo eléctrico. Matemáticamente, esto significa que la fórmula del campo eléctrico se puede derivar de forma muy sencilla de un campo escalar llamado potencial eléctrico.

Del campo eléctrico al potencial eléctrico

El potencial eléctrico es la cantidad de energía necesaria para desplazar una carga en un campo eléctrico desde el punto A al punto B sin pérdida ni transformación de energía.

Para definir el potencial eléctrico (o electrostático), necesitamos un punto de referencia. El primero es la fuente del campo eléctrico. En el caso de una partícula con una carga ${�}_1$ inmersa en un campo eléctrico generado por ${�}_2$, la energía potencial eléctrica es:

$$�=��1⋅�2�Esta magnitud se conoce también como la energía potencial eléctrica. Lo primero que hay que tener en cuenta es que la energía potencial eléctrica es una cantidad escalar.$$

Además, aunque la fórmula es muy parecida a la de la fuerza, debemos considerar el radio en el denominador y no su potencia cuadrada. Por último, y muy importante, esta cantidad depende de la carga de la partícula.

Para calcular el potencial eléctrico de un campo eléctrico $�$ en un punto, utilizamos la siguiente expresión.

$$\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">=</span>{\displaystyle \frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}}$$

Por tanto, podemos considerar la carga $�$ como una carga de prueba para calcular el potencial eléctrico. Este potencial eléctrico tiene unidades de Julio por Columbio ($\mathrm{J}/\mathrm{C}$) que equivale a un voltio ($\mathrm{V}$).

Consideremos ahora dos puntos: podemos calcular la diferencia de potencial $\mathrm{\Delta }�$ entre estos dos puntos restando los potenciales eléctricos en cada uno:

$$\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">\Delta </span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">=</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}<span\; style="font-size:\; small;">-</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}<span\; style="font-size:\; small;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">\cdot </span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}<span\; style="font-size:\; small;">(</span>{\displaystyle \frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">1</span>}}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}}}<span\; style="font-size:\; small;">-</span>{\displaystyle \frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">1</span>}}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; small;">�</span>}}}}<span\; style="font-size:\; small;">)</span>$$

Si alejamos mucho el punto $�$ del punto $�$ , ${�}_{�}$ se hace mayor; mientras que $1/{�}_{�}$ se hace menor. Cuanto más se aleja $�$ de $�$, más se acerca $1/{�}_{�}$ a cero; hasta el punto de que $�$ está tan lejos que podemos evitar considerar ese término entre paréntesis.

ACTIVIDAD EN CASA:

Preguntas frecuentes sobre Campo Eléctrico

INVESTIGA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS

1. ¿Qué es un campo eléctrico?

2. ¿Cómo se calcula el campo eléctrico?

3. ¿Por qué se crea un campo eléctrico?

4. ¿Es el campo eléctrico un vector?

5. ¿Cuál es el campo creado por varias cargas puntuales?

6. ¿Cuáles son las unidades de campo eléctrico?

7. ¿Cuál es la fórmula del campo eléctrico?