 Explica el concepto de campo eléctrico. ¿Qué campo eléctrico crea una partícula con carga q?-
Dos partículas con cargas q1 = 1 m
C Y q2 = 2 m
C están separadas una distancia d = 0,6 m. Determina el campo eléctrico (módulo, dirección y sentido) en el punto medio entre las dos cargas, P ¿Cuál es el potencial eléctrico en este punto?
K = 1/4π ε0 = 9·109 N·m2·C-2
SOLUCIÓN
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Concepto de campo eléctrico:
El campo eléctrico (también llamado intensidad de campo eléctrico) es una magnitud vectorial que representa la fuerza que se ejerce sobre la unidad de carga positiva colocada en un punto.
Como se trata de una magnitud vectorial, la dirección y sentido serán los mismos que los de la fuerza FE que el campo ejerce sobre la unidad de carga positiva.
Un campo eléctrico se representa mediante líneas de fuerza que son líneas tangentes al vector campo eléctrico.
La unidad de campo eléctrico es ((N/C) en el S.I.
Campo eléctrico creado por una carga Q en un punto P situado a una distancia r, también llamado Intensidad de campo eléctrico:
Es una magnitud vectorial que representa la fuerza que ejerce la carga Q sobre la unidad de carga positiva colocada en el punto P.
ur representa un vector unitario.
De la expresión anterior del campo eléctrico se pueden extraer las siguientes consecuencias:
Ø Es un vector de dirección radial, de modo que si la carga que crea el campo eléctrico (Q) es positiva, el sentido es hacia fuera de la carga; y si la carga que crea el campo eléctrico (Q) es negativa, el sentido es hacia la carga.
Ø El sentido del campo coincide con el sentido de movimiento que adquiriría la unidad de carga positiva abandonada en reposo en un punto del campo eléctrico.
Ø Es independiente de que exista una carga en el punto P o no exista. Según la expresión anterior, su valor depende de la carga Q que origina el campo y del inverso del cuadrado de la distancia al punto.
Ø Dada la dependencia de E, todos los puntos situados a la misma distancia de la carga Q tienen el mismo valor de intensidad de campo.
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Campo eléctrico en el punto P:
El valor del campo eléctrico en el punto P corresponderá a la suma vectorial de los campos eléctricos que originan en ese punto las cargas q1 y q2.
Dado que el campo eléctrico es una magnitud vectorial, tomamos como vector referencia el vector unitario +i, en el sentido positivo del eje OX.
Sustituyendo los valores del enunciado, se obtiene:
Potencial eléctrico en el punto P:
El valor del potencial eléctrico en el punto P corresponderá a la suma de los potenciales eléctricos que originan en ese punto las cargas q1 y q2.
Como se trata de una magnitud escalar, basta realizar la suma aritmética, recordando que el potencial que crea una una carga positiva en un punto es positivo y el que crea una carga negativa es negativo.
Sustituyendo los valores del enunciado, se obtiene:
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