Notas de F´ısica General Cursos propedeúticos INAOE

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3.2. Campos eléctricos El campo eléctrico se define como la fuerza por unidad de carga en un punto, E(r) = F/q. (3.2) Es un campo vectorial, en el sentido de que se representa por un vector definido para cada punto del espacio. Líneas de campo eléctrico: representan al campo el cual es un vector tangente a la línea en un punto dado del espacio (Resnick figs. 23-2 y siguientes). Divergen en cargas positivas y convergen en cargas negativas. Campos eléctricos importantes: el de una carga puntual el de un dipolo eléctrico (puntual). Un dipolo puntual se define a tender a cero la separación d entre las cargas y aumentar las cargas a infinito, conservando p = e d constante. una línea de carga: simetría cilíndrica. un disco cargado. Efecto de un campo eléctrico en una carga, un dipolo. Energía potencial de un dipolo eléctrico, definida a partir de energía de la fuerza. 3.3. Ley de Gauss Flujo de un campo eléctrico, Φ = Ley de Gauss E · da. E · da = q/ε0. Usando una simetría esférica alrededor de una carga puntual recuperamos la ley de Coulomb, E = 1 q 4πε0 r2. 38
Casos con simetría esférica, cilíndrica, plana. (Ley de Gauss para dieléctricos). 3.4. Potencial eléctrico Definido a partir de la energía potencial V = U/q. Superficies equipotenciales: perpendiculares a líneas de campo. V = − E · ds. Potencial de una carga puntual. Principio de superposición, V = 1 qi 4πε0 ri i Potenciales de un dipolo y distribución continua de carga. V (r) = 1 ρ(r 4πε0 ′ ) |r − r ′ | d3r ′ Energía potencial asociada a una distribución de carga. 3.5. Circuitos Conductores, resistencias, capacitancias, ley de Ohm. 3.6. Campos magnéticos Fuerza magnética Fb = qv × B Líneas de campo magnético. Fuerza magnética en un alambre portador de corriente. Dipolo magnético: momento, torca, energía, campo. Campo debido a una corriente. ley de Biot-Savart d B = µ0 ids × r 4π r3 (3.3) Casos del alambre infinito y del arco circular. Ley de Ampere B · ds = µ0i (3.4) 39
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