Flashcards - Campo Eléctrico I
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¿Qué es la carga eléctrica y cuáles son sus propiedades fundamentales?
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia. Sus propiedades son:
- Cuantización (Q = ±Ne)
- Conservación
- Existencia de dos tipos (positiva y negativa)
¿En qué consiste la ley de Coulomb y cómo se expresa matemáticamente?
La fuerza entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:
donde \(k = 8.99 \times 10^9 \, \text{N·m}^2/\text{C}^2\).
¿Cómo se define el campo eléctrico y cuál es su unidad en el SI?
El campo eléctrico se define como la fuerza por unidad de carga:
Su unidad en el SI es el newton por coulomb (N/C).
¿En qué consiste el principio de superposición para campos eléctricos?
El campo eléctrico resultante en un punto debido a un sistema de cargas es la suma vectorial de los campos individuales:
¿Qué representan las líneas de campo eléctrico y cuáles son sus propiedades?
Representan la dirección y sentido del campo eléctrico. Sus propiedades:
- Salen de cargas positivas, entran en negativas
- Nunca se cruzan
- Su densidad indica la intensidad del campo
¿Qué es un dipolo eléctrico y cómo se define su momento dipolar?
Sistema de dos cargas iguales y opuestas separadas por una pequeña distancia. Su momento dipolar es:
donde \(\vec{L}\) apunta de la carga negativa a la positiva.
¿En qué consiste la carga por inducción?
Proceso de cargar un conductor:
- Acercar un objeto cargado
- Conectar a tierra el conductor
- Desconectar la tierra
- Alejar el objeto cargado
¿Cuál es la diferencia entre conductores y aislantes?
Conductores: algunos electrones pueden moverse libremente (ej: metales)
Aislantes: todos los electrones están ligados a los átomos (ej: vidrio, madera)
¿Cuál es la expresión del campo eléctrico debido a una carga puntual?
El campo eléctrico a una distancia r de una carga q es:
donde \(\hat{r}\) es un vector unitario radial desde la carga.
¿Cómo se calcula la fuerza sobre una carga en un campo eléctrico?
La fuerza sobre una carga q en un campo eléctrico \(\vec{E}\) es:
Tiene la dirección del campo si q es positiva, y dirección opuesta si es negativa.
¿Qué momento experimenta un dipolo en un campo eléctrico uniforme?
Un dipolo en un campo uniforme experimenta un momento de torsión:
que tiende a alinearlo con el campo.
¿Cuál es la energía potencial de un dipolo en un campo eléctrico?
La energía potencial de un dipolo en un campo eléctrico es:
donde θ es el ángulo entre \(\vec{p}\) y \(\vec{E}\).
¿Cómo varía el campo eléctrico de un dipolo con la distancia?
El campo eléctrico de un dipolo disminuye con el cubo de la distancia (1/r³), a diferencia del campo de una carga puntual que disminuye con 1/r².
¿Qué es la serie triboeléctrica y para qué se utiliza?
Es una lista de materiales ordenados según su tendencia a ganar o perder electrones al frotarse. Los materiales más bajos en la serie tienen mayor afinidad por los electrones.
¿En qué consiste la ley de conservación de la carga?
Establece que la carga total de un sistema aislado permanece constante. La carga no se crea ni se destruye, solo se transfiere de un objeto a otro.
¿Cuál es la unidad fundamental de carga y su valor?
La unidad fundamental de carga es la carga del electrón:
Todas las cargas observables son múltiplos enteros de e.
¿Cómo se comparan las fuerzas eléctrica y gravitatoria?
Ambas siguen leyes de cuadrado inverso, pero la fuerza eléctrica es mucho más intensa. Para protón-electrón:
¿Cómo se mueve una carga en un campo eléctrico uniforme?
Una carga en un campo uniforme se acelera con:
Si la velocidad inicial es perpendicular al campo, la trayectoria es parabólica.
¿Qué es la polarización de un material?
Es la separación de cargas en un material bajo la influencia de un campo eléctrico externo, creando un momento dipolar inducido.
Menciona algunas aplicaciones prácticas del campo eléctrico.
- Impresoras de inyección de tinta
- Tubos de rayos catódicos
- Recubrimiento electrostático
- Hornos de microondas (basados en dipolos de agua)
- Pararrayos
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