Ley de Coulomb y Campo Eléctrico

Ley de Coulomb

La fuerza de interacción electroestática entre dos partículas cargadas es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. La dirección está dada por la recta que las une y su sentido es de repulsión si las cargas tienen el mismo signo y de atracción si las cargas son de distintos signos.

La fuerza entre cargas puntuales está dirigida a lo largo de la línea que las une.

Campo Eléctrico

El espacio físico en donde una carga eléctrica experimenta una fuerza recibe el nombre de Campo Eléctrico. Campo eléctrico es igual a la deformación del espacio causada por un cuerpo cargado. Se puede representar mediante líneas llamadas “líneas de fuerza”. El vector campo en un punto es tangente a la línea de campo. Dos líneas de campo nunca pueden cruzarse. La densidad de líneas es proporcional a la intensidad del campo eléctrico. A grandes distancias las líneas son las de una carga puntual. La fuerza que experimenta una carga de prueba en un punto de un campo eléctrico, es igual al producto del valor de la carga por el de la intensidad del campo eléctrico en dicho punto. F=qo.E De conocerse los valores de la fuerza y de la carga de prueba, “La intensidad del campo eléctrico en un punto cualquiera es igual a la fuerza eléctrica observada en ese punto, dividido por el valor de la carga de prueba” E=F/qo.

Potencial Eléctrico: V como el trabajo por unidad de carga que debe realizarse para llevarla desde el infinito hasta ese punto.

Relaciones energéticas en un campo eléctrico

La energía total de una partícula cargada moviéndose en un campo eléctrico es: E= Ek+Ep= 1/2mv2+q.v. Cuando el ion se mueve de la posición p1, donde el potencial eléctrico es V1, a la posición p2, con el potencial v2, por el principio de conservación de energía. Ek1+Ep1=Ek2+Ep2. 1/2mv1^2+q.v1=1/2mv2^2+q.v2. El trabajo sobre la partícula cargada al moverse desde p1 a p2 es: W=1/2mv2^2-1/2mv1^2=q(V1-V2). De la ec. Se puede observar que una partícula cargada + gana Ek cuando se mueve desde puntos de mayor a menor potencial (V1>V2), mientras que una partícula cargada – para ganar energía, debe moverse desde puntos de menor a mayor potencial (V1

Dipolo Eléctrico

Es un sistema conformado por dos cargas iguales y de signo contrario separadas por una pequeña distancia.

Momento dipolar eléctrico (p)

Es una magnitud vectorial con módulo igual al producto de la carga q por la distancia que las separa a, cuya dirección va de la carga negativa a la positiva.

Momento Dipolar Eléctrico (p)

Es una magnitud vectorial de módulo igual al producto de la carga q por la distancia 'a' que las separa, con dirección de la carga negativa a la positiva.

Momento dipolar magnético (m): Los dipolos se pueden caracterizar por su momento dipolar, una cantidad vectorial, cuando por un circuito C circula una corriente I, se define como el momento dipolar magnético a la integral (m).

Dipolos permanentes: Una molécula que presenta una distribución asimétrica de sus electrones aunque su carga total es neutra (igual número de protones que de electrones) se dice polar con un momento dipolar permanente. Alrededor de uno de sus átomos se concentra una densidad de carga negativa, en tanto en el otro, desprovistos parcialmente de sus electrones, una densidad de carga positiva. Eso hace que la molécula sea polar y se comporte como un dipolo. Si se coloca un dipolo en un campo eléctrico E uniforme, ambas cargas (+q y -q), separadas una distancia a, experimentan fuerzas de igual magnitud y de sentido opuesto F y -F, en consecuencia, la fuerza neta es cero y no hay aceleración lineal, pero hay un torque neto: π=pxE. Así, un dipolo eléctrico sumergido en un campo eléctrico externo E, experimenta un torque que tiende a alinearlo con el campo. El trabajo (positivo o negativo) que un agente externo hace para cambiar la orientación del dipolo en el campo queda almacenado como energía potencial Ep.

Ley de Ampere-Laplace

Establece que el paso de una corriente eléctrica a través de un conductor genera un campo magnético que es función de la intensidad I, la distancia r, de aspectos que hacen a la forma del conductor y a las condiciones del medio que lo rodea.

Espectrómetro de masa de Dempster

Consta de una fuente de iones y de unas rendijas S1 y S2 colimadoras del haz de iones. V es la diferencia de potencial aceleradora aplicada entre S1 y S2 mientras que una placa fotográfica registra la llegada de los iones.