La fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra está dirigida a largo de la línea que las une. La fuerza varía inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia que separa las cargas y es proporcional al producto de las mismas. La fuerza es repulsiva si las cargas tienen el mismo singo y se atraen si las cargas tienen signos opuestos
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La carga de los Protones es positiva (e) y carga de los electrones es negativa (– e). Todas las cargas se presentan en cantidades enteras de la unidad fundamental de carga e, es decir que la carga esta cuantizada.
La Unidad de carga SI es el Coulumb (C), que es la cantidad de carga que fluye a través de un cable conductor en un segundo. La unidad de carga eléctrica está relacionada con el Coulumb.
El módulo de la fuerza eléctrica ejercida por una carga puntal sobre otra carga puntal a la distancia r, donde k es una constante positiva determinada conocida como Constante de Coulomb, tiene el valor de:
Campo Eléctrico debido a cargas discretas.
Es el mecanismo o modelo, por el cual el efecto de carga generada por un objeto cargado se transmite por el espacio. La presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Consideramos un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, esta experimentará una fuerza.
Existe una relación específica entre la fuerza neta generada por una carga o sistema de cargas y el campo subyacente.
Al igual que la fuerza, se trata de una entidad vectorial y por lo tanto, el campo resultante de la suma de cada uno de los mini-campos creados por distintas cargas. La contribución total será la suma vectorial de cada uno de los campos.
Campo eléctrico debido a cargas continuas.
El cálculo del campo eléctrico generado por una distribución continúa y uniforme de carga tenemos infinitas cargas puntuales. En este tipo de problemas pasará siempre por hallar la densidad de carga (carga por unidad de superficie o volumen) e integrar la contribución del campo infinitesimal generado para obtener el campo total. Los casos que se dan son estos:
Planos infinitos Eje de un disco Eje de un anillo Segmento Cargado
Ley de Gauss
Relaciona el campo eléctrico ( ) con el flujo del mismo (𝜙) que atraviesa una superficie. La ley de Gauss permite conocer la magnitud de si contamos con la cantidad de carga contenida en el volumen que encierra dicha carga. Los problemas clásicos donde se aplica la ley de Gauss son los siguientes:
Distribuciones Distribuciones Planos cargados Conjunto completo
Esféricas lineales de cargas