Carga Eléctrica y Campos Eléctricos.

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Ley de Gauss para magnetismo y electricidad

En magnetismo, dentro de un iman, las líneas de campo magnético ni divergen de un punto situado cerca del polo norte, ni divergen de un punto situado cerca del polo sur, en lugar de esto las líneas del campo magnético atraviesan el iman de sur a norte. Si un extremo de una barra magnética esta incluido en una superficie gausiana, el numero de líneas del campo magnético que se alejan de la superficie es exactamente igual al numero de las que entran en ella. Es decir, el flujo neto 0 del campo a través de cualquier superficie cerrada siempre será cero. Siendo B la componente normal de la superficie y dA el area de la superficie. Esto es la afirmacion matematica de que no existen puntos en el espacio a partir de los cuales, las lineas de campo divergen, o puntos en los cuales las lineas no convergen, es decir, los polos magneticos aislados no existen. La unidad fundamental del magnetismo es el dipolo magnetico.[pic 20][pic 21]

Ley de Ampere

La ley de Ampere relaciona la integral de linea de la componente tangencial, alrededor de una curva cerrada con corriente que atraviesa la superficie limitada por dicha curva. Esta relacion puede utilizarse para obtener una expresion del campo magnetico en situaciones con un alto grado de simetria. Escrita, la ley de Ampere es:

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La ley de Ampere solo se cumple para cualquier curva siempre y cuando las corrientes sean estacionarias y continuas, es decir, que la corriente no varia con el tiempo y que no hay acomulacion espacial de carga. La aplicación mas simple para la ley de Ampere es la determinación del campo magnético creado por un conductor infinitamente largo y rectilíneo portador de una corriente.

Potencial eléctrico

El potencial eléctrico a una distancia (r) de una carga puntual (q) situada en el origen puede calcularse con la ecuación –s E x dl donde el punto de referencia tiene un potencial V y P es el punto arbitrario en el que se calcula el potencial. El campo eléctrico debido a una carga puntual es E= kq/r^2 r. Como el punto de referencia es arbitrario se puede elegir el que proporcione la expresión algebraica mas sencilla y tenemos V=kq/r que se denomina potencial de Coulomb que es positivo o negativo según el signo de la carga. La energía potencial U de una carga testigo q’ situada a una distancia r de la carga puntual es U=q’V=q’kq/r=kq’q/r. Esa seria la energía potencial electroestática del sistema de 2 cargas cuando se considera que la condición de que U=0 a distancia infinita.[pic 24]

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Capacitancia

Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica.La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.

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Abstract

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell. El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos.

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Bibliografía

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Serway, R. A., Jewett, J. W., Hernández, E. G., & López, E. F. (n.d.). Física para ciencias e ingeniería.

Sears, F. W., Zemansky, M. W., & Young, H. D. (2010). Física universitaria. Wilmington, DE: Addison-Wesley Iberoamericana.

URL: http://www.walter-fendt.de/ph11s/lorentzforce_s.htm