Roger Pérez Castro.
REFLEXIÓN SOBRE CAMPO ELÉCTRICO
1.
¿QUÉ INTERÉS PUEDE TENER, EN TU OPINIÓN, EL ESTUDIO DEL CAMPO ELÉCTRICO?
En mi opinión, el estudio del campo eléctrico es de vital importancia, ya que por medio del estudio de éste, se pueden logran explicaciones a fenómenos ocurridos en la naturaleza, en la naturaleza, en la vida cotidiana, los cuales a simple vista no se logra dar una explicación. Por ejemplo la relación que existe entre el campo eléctrico y las ondas electromagnéticas, las cuales tienen aplicaciones en el campo tecnológico, como es la radio, la TV, las comunicaciones. 2.
¿Cómo podemos medir lo intenso que es el campo creado por una
carga Q en un punto?, ¿Este resultado es vectorial?, explique.
La intensidad de campo en un punto sólo depende de la distancia de ese punto a la carga creadora del campo y de la cantidad de la carga Q creadora. La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva, tomada como elemento de comparación, recibe el nombre de intensidad del campo eléctrico y se representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza la intensidad del campo eléctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su módulo E y por su dirección y sentido. 3.
Al definir campo eléctrico: a. ¿Por qué es necesario especificar que la
magnitud de la carga de prueba es muy pequeña? b. ¿Qué sucede con la magnitud del campo eléctrico de una carga puntual cuando r tiende a cero?
a) Al definirse el campo eléctrico se haces a través de la ley de Coulomb y con una carga prueba: F = E q_ prueba de esta forma el campo eléctrico es una distorsión en el espacio debido a la presencia de una carga fuente (fuente del campo eléctrico). Si la carga prueba no fuera lo suficientemente pequeña esta también afectaría al espacio por
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lo que el campo ya no sería solo de la carga fuente. La carga prueba sea muy pequeña de manera que no afecte al campo eléctrico. b) Una carga puntual genera una magnitud de campo eléctrico igual E= k*Q/R^2 si R tiende a cero la magnitud del campo tiende a infinito, es decir, que es muy grande porque al dividir un numero por otro muy cercano a cero el resultado es muy grande. 4.
Analice el principio de superposición de los campos eléctricos.
Si en una región del espacio existe más de un cuerpo cargado, al colocar en dicha región una nueva carga de prueba, la intensidad de la fuerza electrostática a la que esta carga se verá sometida será igual a la suma de la intensidad de las fuerzas que ejercerían de forma independiente sobre ella cada una de las cargas existentes. Este principio de superposición se refleja en el mapa de líneas de fuerza correspondiente. Tanto si las cargas son de igual signo como si son de signos opuestos, la distorsión de las líneas de fuerza, respecto de la forma radial que tendrían si las cargas estuvieran solitarias, es máxima en la zona central, es decir, en la región más cercana a ambas. Si las cargas tienen la misma magnitud, el mapa resulta simétrico respecto de la línea media que separa ambas cargas. En caso contrario, la influencia en el espacio, que será predominante para una de ellas, da lugar a una distribución asimétrica de líneas de fuerza.
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5.
¿En qué situaciones de la vida real se utiliza el campo eléctrico?
Bueno una aplicación puede ser vista en los Televisores, los cuales contienen en su interior un Tubo de rayos catódicos. En dicho tubo se genera un campo eléctrico el cual permite acelerar, atraer y controlar los electrones que impactan sobre la pantalla del TV y permiten formar la imagen. En la actualidad y a gracias a los programas de detección contra rayos se pueden conocer tanto los valores de la densidad de impacto, como las características de los mismos, y estos, junto al futuro conocimiento del campo eléctrico, puede llevar a la elaboración de planes de actuación preventivos, que si bien no podrán eliminar en su totalidad los incidentes provocados por el rayo, si los podrán reducir. Conocer el campo eléctrico y los parámetros relacionados con él, nos va a permitir predecir situaciones de riesgo pudiendo adoptar las medidas preventivas adecuadas, como por ejemplo parada de máquinas, actuación del personal, activación del sistema de alarmas. 6.
Las propiedades del campo eléctrico se pueden explicar mejor
mediante las propiedades y/o características de las líneas de campo. Explique estas propiedades, incluyendo gráficos, si es necesario, en su argumentación.
Un Campo Eléctrico tiene como características principales la dirección, el sentido y la intensidad Duración y Sentido de un Campo Eléctrico:
La Dirección y Sentido de un Campo Eléctrico en un punto se define como la dirección y sentido de la fuerza que se ejercería sobre una carga puntual y positiva (carga de prueba q0) situada en dicho punto.
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El campo eléctrico está formado por líneas de fuerzas imaginarias. Su intensidad disminuirá a medida que dichas líneas se alejan del cuerpo cargado. Ejerce su influencia sobre los cuerpos colocados en él. Si la carga fuente es positiva, el campo eléctrico generado será un vector dirigido hacia afuera (a) y si es negativa, el campo estará dirigido hacia la carga (b):
Campo eléctrico creado en el punto P por una carga de fuente q1 positiva (a) y por una otra negativa (b). El concepto de líneas de campo (o líneas de fuerza) fue introducido por Michael Faraday (1791-1867). Son líneas imaginarias que ayudan a visualizar cómo va variando la dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro del espacio. Indican las trayectorias que seguiría la unidad de carga positiva si se la abandona libremente, por lo que las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas
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Las líneas de campo creadas por una carga positiva están dirigidas hacia afuera; coincide con el sentido que tendría la fuerza electrostática sobre otra carga positiva. Las propiedades de las líneas de campo se pueden resumir en: El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto. Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas. El número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional a dicha carga. La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico en dicho punto. Las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían dos vectores campos eléctricos distintos.
Roger Pérez Castro.
A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual.
