TALLER SOBRE CAMPO ELÉCTRICO Y POTENCIAL ELÉCTRICO
JUAN PABLO RIVERA CUMPLIDO
EDWIN FLOREZ
MATHEUS HOSMAN
VICTOR MENDOZA
TEORIA ELECTROMAGNÉTICA
INGENIERÍA TELEMÁTICA
INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA DE BARRANQUILLA (IUB)
BARRANQUILLA
2024
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ejercicios de campo electrico, Ejercicios de Ingeniería Electromagnética
ejercicios de campo eléctrico y potencial electrico con sus formulas
Tipo: Ejercicios
2023/2024
1 / 9
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TALLER SOBRE CAMPO ELÉCTRICO Y POTENCIAL ELÉCTRICO
JUAN PABLO RIVERA CUMPLIDO
EDWIN FLOREZ
MATHEUS HOSMAN
VICTOR MENDOZA
TEORIA ELECTROMAGNÉTICA
INGENIERÍA TELEMÁTICA
INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA DE BARRANQUILLA (IUB)
BARRANQUILLA
2024
−
6
Taller sobre campo eléctrico y Potencial eléctrico
Introducción
Realice el desarrollo de este taller en esta hoja usando apropiadamente las fórmulas y claridad
en sus desarrollos.
- La dos cargas
y
1
𝑞 que están separadas por una
2
distancia de 40 cm cada una del punto A como se
muestran en la figura, tienen igual magnitud, es decir
1
2
= 5 × 10 𝐶. ¿Cuál es la dirección y
magnitud del campo eléctrico resultante en los
puntos A , B y C si la distancia entre A y B es de 50 cm
y la distancia entre A y C es de 50 cm , para esto
asuma los dos casos: a)
1
es negativo y 𝑞 es
2
positivo, b) 𝑞 es positivo y 𝑞 es positivo?
1 2
𝑒
𝑞
𝑟
2
9 𝑚
2
= 9 × 10 𝑁
𝐶
Distancia = 40 cm 0.40m Distancia
A y C = 50 cm 0.50m
Punto A.
𝐴 =
𝑞 1
𝑞 2
Q1 es negativo, su campo eléctrico apunta hacia Q1. Q2 es positivo, su campo eléctrico
apunta hacia fuera de Q2.
Como Q1 y Q2 están a la misma distancia de A (0.40 m), los campos eléctricos creados
por estas cargas se cancelan entre sí en el punto A.
𝐴 =
Punto B.
𝑞 1
𝑞 2
Campo eléctrico Q1:
𝑞 1
𝑒
2
𝑞 1
𝐵
= 9 ×
9
2
5 × 10
−
2
= 𝟏. 𝟖 × 𝟏𝟎
𝟓
Campo eléctrico Q2:
𝑞 2
𝑒
2
𝑞 2
𝐵
= 9 ×
9
2
5 × 10
−
2
= 𝟏. 𝟖 × 𝟏𝟎
𝟓
𝐀
𝐀
2
𝐸 = −1.8 × 10
5
+ 1.8 × 10
5
𝐵
Punto C.
𝑞 1
𝑞 2
Campo eléctrico Q1:
𝑞 1
𝑒
2
𝑞 1
𝐶
= 9 ×
9
2
5 × 10
−
2
= 𝟏. 𝟖 × 𝟏𝟎
𝟓
Campo eléctrico Q2:
𝑞 2
𝑒
2
𝑞 2
𝐶
= 9 ×
9
2
5 × 10
−
2
= 𝟏. 𝟖 × 𝟏𝟎
𝟓
Ambos campos apuntan hacia abajo Q1 es negativo y Q2 es positivo.
𝐶
𝑞 1
𝑞 2
𝐸 = −1.8 × 10
5
+ 1.8 × 10
5
𝐶
Por lo tanto, en los casos A, B y C los campos eléctricos resultantes son iguales a
- Las dos cargas 𝑞 y 𝑞 que están separadas por una distancia de 40 cm cada una
1 2
del punto A como se muestran en la figura, tienen igual magnitud, es decir
1
2
= 5 ×
− 6
𝐶. ¿Cuál es el potencial eléctrico resultante en los
puntos A , B y C si la distancia entre A y B es de 50 cm y la distancia entre A y C
es de 50 cm , para esto asuma los dos casos: a) 𝑞 es negativo y 𝑞 es positivo,
1 2
b) 𝑞 1 es positivo y 𝑞 2 es positivo?
V=k*q/r Potencial eléctrico
Q1= 5 × 10
−
Q2= 5 × 10
−
R= 0.4 m
K= 9 × 10
9
𝑛𝑚
𝑐
Caso a)
Punto A)
Q1 es negativo y q2 es positivo
1
2
(−5 × 10 )−6 ( 5 × 10 )−
𝑉𝐴 = 9 × 10
9
+ 9 × 10
9
2
Punto B)
= 0.64𝑚 distancia de b en cada carga
1
2
−5 ×
( 5 × 10 )−
𝑉𝑏 = 9 × 10
9
+ 9 × 10
9
0 V
Punto C)
Rc1 = rc2 = √
= 0.64m distancia de c en cada carga
1
2
(−5 ×
5 × 10
𝑉𝑐 = 9 × 10
9
+ 9 × 10
9
0 V Caso
B) Punto
A)
1
2
5 ×
5 × 10
𝑉𝑎 = 9 × 10
9
+ 9 × 10
9
𝑉𝑎 = 2,25 × 10
5
Punto B)
Rb1 = rb2 = √
= 0.64m distancia de b en cada carga
1
2
5 ×
( 5 × 10 )−
𝑉𝑏 = 9 × 10
9
+ 9 × 10
9
𝑉𝑏 = 1,40 × 10
5
Punto C)
Rc1 = rc2 = √
= 0.64m distancia de c en cada carga
A) Trabajo realizado por el campo eléctrico sobre el electrón
El trabajo realizado por el campo eléctrico (W) se puede calcular usando la fórmula: W=qEd
Donde:
q es la carga del electrón. (−1.6 × 10
−
E es la magnitud del campo eléctrico. (375 N/C)
d es la distancia recorrida. (0.032 m)
B ) Cambio en la energía potencial asociada con el electrón
El cambio en la energía potencial eléctrica (ΔU) es igual al negativo del trabajo realizado por el campo
eléctrico: ΔU=−W
c) Velocidad del electrón
La energía cinética (K) ganada por el electrón será igual al trabajo realizado sobre él:
𝐾 = 1
𝑚𝑣
2
2
Donde:
m es la masa del electrón. (9.11 ×
−
v es la velocidad del electrón.
La energía cinética ganada es igual al trabajo realizado:
𝑊 = 1
𝑚𝑣
2
2
Despejando v:
𝑣 =
√
2
𝑊
𝐀
𝐀
Conclusión
Caso a) q1 negativo y q2 positivo
𝑉𝑏 = 0 V
𝑉𝑐 = 0 V
Caso B) q1 positivo y q2 positivo
𝑉𝑎 = 2,25 × 10
5
𝑉𝑏 = 1,40 × 10
5
𝑉𝑐 = 1,40 × 10
5
- Un campo eléctrico uniforme de magnitud 375 N/C que apunta en la dirección x
positiva actúa sobre un electrón , que está inicialmente en reposo. Después de
que el electrón se ha movido a 3.20 cm , ¿cuál es a) el trabajo que realiza el
campo sobre el electrón, b) el cambio en la energía potencial asociada con el
electrón y c) la velocidad del electrón?
R/= 𝑫𝒂𝒕𝒐𝒔:
𝑀𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑙 é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 (𝐸): 375 𝑁 𝐶/
𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎 (𝑑): 3.20 𝑐𝑚 = 0.032 𝑚
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ó 𝑛 (𝑞): − 1.6 × 10
−
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ó 𝑛 (𝑚): 9.11 × 10
−
Calcular:
W= qEd
W= (−1.6 × 10
−
𝐶)( 375 N/C)(0.032 m) = −1.92 × 10
−
𝐾 = 𝑊
𝐾 = 1.92 × 10
−
c) 𝑣 = √
2×1.92×10−
8 𝐽
9.11×10−
𝐾𝑔
𝑣 =
√
3.84 ×
10
−
𝐽
9.11 × 10 𝐾𝑔
− 3
1
𝑣 = 2.05 ×
10
6
𝑚/ 𝑠