En este apartado se introduce el concepto de carga eléctrica y, a través de la ley empírica de Co... more En este apartado se introduce el concepto de carga eléctrica y, a través de la ley empírica de Coulomb, se describe la interacción eléctrica entre cargas eléctricas puntuales. Aprovechando que la ley de fuerzas es del tipo conservativo y la analogía con la interacción gravitacional, defini-remos los conceptos de vector campo eléctrico () r (E G G y de potencial eléctrico () r (V G como fun-ciones de posición, y se establecen las ecuaciones diferenciales e integrales que los relacionan. Seguidamente, a través del principio de superposición, se presentan las fórmulas para extender los resultados a distribuciones discretas y continuas de carga eléctrica. Finalmente, estable-ceremos la ley de Gauss, destacando sus ventajas en la solución de problemas en que es nece-sario determinar el campo eléctrico generado por distribuciones simétricas de carga eléctrica. Una partícula material, caracterizada por poseer "masa", puede interactuar gravitacionalmen-te con otra partícula, pero además puede o no estar dotada de un especial atributo llamado "car-ga eléctrica ", y por consiguiente, interactuar eléctricamente con otras partículas cargadas. A diferencia de la masa (siempre de valor positivo), una partícula material puede tener carga eléctrica de valor positivo, nulo o negativo. Además de modificar su entorno, generando un campo eléctrico, la carga eléctrica presenta algunas propiedades importantes, entre las cuales destacaremos: i) Aditividad El valor de la carga inicial en un cuerpo puede aumentarse, disminuirse o anularse, mediante procesos de "carga", "descarga" y "neutralización", respectivamente. Si un cuerpo posee la carga Q 1 y se lo pone en contacto con otro cuerpo con carga Q 2 , entonces la carga adquirida por el con-junto será (Q 1 + Q 2). Así la carga total de un conjunto es la suma algebraica de las cargas de sus componentes. En particular, si Q 2 =-Q 1 , entonces la carga neta es nula y el sistema está eléctri-camente neutro. Un cuerpo neutro puede "cargarse", si se separa sus cargas de signo opuesto. Entre los métodos para separar dichas cargas podemos citar: el frotamiento (que es el método tradicional), la electrólisis, el efecto termo-iónico, el efecto foto-eléctrico, el campo ionizante y la separación de carga por colisiones. Sobre estos procedimientos para separar carga y sus aplica-ciones, le recomendamos leer el Capítulo del texto de Serway. ii) Conservación La evidencia experimental hasta ahora disponible, muestra que en todo fenómeno ocurrido en la naturaleza, el valor de la carga total permanece constante. Esta parece ser una ley básica del universo y es conocida como "principio de conservación de la carga". iii) Cuantización En forma macroscópica, todo intercambio de carga se produce por valores discretos de carga, múltiplos de un valor particular de ella llamado carga elemental "e", cuyo valor aceptado es de 1e = 1.6* 10-19 C, siendo 1Coulomb [C], la unidad de carga eléctrica en el sistema internacional de unidades. Dentro de un átomo, el protón posee la carga de +1e y el electrón la carga de-1e.
En este apartado se introduce el concepto de carga eléctrica y, a través de la ley empírica de Co... more En este apartado se introduce el concepto de carga eléctrica y, a través de la ley empírica de Coulomb, se describe la interacción eléctrica entre cargas eléctricas puntuales. Aprovechando que la ley de fuerzas es del tipo conservativo y la analogía con la interacción gravitacional, defini-remos los conceptos de vector campo eléctrico () r (E G G y de potencial eléctrico () r (V G como fun-ciones de posición, y se establecen las ecuaciones diferenciales e integrales que los relacionan. Seguidamente, a través del principio de superposición, se presentan las fórmulas para extender los resultados a distribuciones discretas y continuas de carga eléctrica. Finalmente, estable-ceremos la ley de Gauss, destacando sus ventajas en la solución de problemas en que es nece-sario determinar el campo eléctrico generado por distribuciones simétricas de carga eléctrica. Una partícula material, caracterizada por poseer "masa", puede interactuar gravitacionalmen-te con otra partícula, pero además puede o no estar dotada de un especial atributo llamado "car-ga eléctrica ", y por consiguiente, interactuar eléctricamente con otras partículas cargadas. A diferencia de la masa (siempre de valor positivo), una partícula material puede tener carga eléctrica de valor positivo, nulo o negativo. Además de modificar su entorno, generando un campo eléctrico, la carga eléctrica presenta algunas propiedades importantes, entre las cuales destacaremos: i) Aditividad El valor de la carga inicial en un cuerpo puede aumentarse, disminuirse o anularse, mediante procesos de "carga", "descarga" y "neutralización", respectivamente. Si un cuerpo posee la carga Q 1 y se lo pone en contacto con otro cuerpo con carga Q 2 , entonces la carga adquirida por el con-junto será (Q 1 + Q 2). Así la carga total de un conjunto es la suma algebraica de las cargas de sus componentes. En particular, si Q 2 =-Q 1 , entonces la carga neta es nula y el sistema está eléctri-camente neutro. Un cuerpo neutro puede "cargarse", si se separa sus cargas de signo opuesto. Entre los métodos para separar dichas cargas podemos citar: el frotamiento (que es el método tradicional), la electrólisis, el efecto termo-iónico, el efecto foto-eléctrico, el campo ionizante y la separación de carga por colisiones. Sobre estos procedimientos para separar carga y sus aplica-ciones, le recomendamos leer el Capítulo del texto de Serway. ii) Conservación La evidencia experimental hasta ahora disponible, muestra que en todo fenómeno ocurrido en la naturaleza, el valor de la carga total permanece constante. Esta parece ser una ley básica del universo y es conocida como "principio de conservación de la carga". iii) Cuantización En forma macroscópica, todo intercambio de carga se produce por valores discretos de carga, múltiplos de un valor particular de ella llamado carga elemental "e", cuyo valor aceptado es de 1e = 1.6* 10-19 C, siendo 1Coulomb [C], la unidad de carga eléctrica en el sistema internacional de unidades. Dentro de un átomo, el protón posee la carga de +1e y el electrón la carga de-1e.
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