LA LEY DE COULOMB:
En un medio material dieléctrico, es decir, un medio aislante, que se describe en su forma más simple a través de la constante dieléctrica se aprecia la modificación del espacio debido a la presencia de una carga eléctrica. Esta modificación se conoce como el campo eléctrico.
LEY DE COULOMB COMO TEOREMA EXPERIMENTAL:
Q* = es una segunda carga enmersa dentro del campo de la carga Q
Si ejerce una fuerza mecánica " K " sobre la carga " Q ".
Se mide que: La fuerza generada es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
La fuerza es radial.
(1)
LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO "E".
La fuerza es proporcional a la carga Q*
(2)
Comparando 2 con 1
Se define la intensidad del campo eléctrico E como:
(3)
Es proporcional a la carga que la genera es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
función posición escalar
con (3)
V= potencial
(4)
E = -grad V (5)
El potencial es proporcional a la carga que lo genera es inversamente proporcional de la distancia.
El campo electrostático es un campo gradiental; E es un campo conservativo, la integral del campo electrostático es un contorno cerrado es cero.
El campo eléctrico tiene fuentes que los generan, la divergencia G
El campo electrostático no tiene rotacional
= DENSIDAD DE FLUJO ELECTROSTATICO:
Magnitud vectorial independiente de las características de la materia.
De (3)
(6)
j
C = flujo electrostático
F = superficie
DETERMINACION DE FUENTES ELECTROSTATICAS.
Tomemos una carga Q encerada dentro de un volumen especifico "v"
La superficie de la esfera: F = 4
p r2El flujo
= es normal a la superficie F
Con (6)
(7)
El flujo que atraviesa una superficie cerrada en el espacio es equivalente a la carga contenida en el volumen cerrada.
DENSIDAD DE CARGA ESPACIAL "r "
Q = carga eléctrica
V= unidad de volumen
(8)
(7) con j e y (8)
j
e= Q
EL TEOREMA DE GAUSS.
La integración de un campo sobre una superficie periférica de un volumen cerrado es igual a las fuentes contenidas dentro del volumen representado por la divergencia del campo.
Gauss v
La densidad de carga es la fuente del campo electrostático
LA ECUACION DEL CAMPO ELECTROSTATICO.
D Operador de Laplace
r = - e
D V
(10)
ECUACION DE POSICION.
CASO DE UN VOLUMEN LIBRE DE CARGAS:
r
= 0D
V = 0Esta es la ecuación diferencial de Laplace.
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