Cargas en el Cuerpo

Storyboard

>Model

ID:(332, 0)



Calculation of the electric potential

Equation

>Top, >Model


Para calcular el potencial eléctrico se debe integrar a lo largo de un camino que se puede elegir libremente con

$ \varphi(P2) - \varphi(P1) = -\displaystyle\int_C \vec{E}\cdot d\vec{s} $



Por ello se puede calcular el potencial eléctrico en un punto particular (ejemplo el P_2) pero se debe siempre establecer un potencial de referencia (en este caso P_1) que podemos denominar \varphi y que corresponde a un lugar físico.

Por ello con es

$ \varphi =\varphi_0 - \displaystyle\int_C \vec{E}\cdot d\vec{s}$

ID:(3844, 0)



Coulomb's Law

Equation

>Top, >Model


If you have two loads q and Q that are at a distance with

$ r ^2=| \vec{s}_2 - \vec{s}_1 |^2$



in the direction defined by the versor, with

$ \hat{r} =\displaystyle\frac{( \vec{s}_2 - \vec{s}_1 )}{| \vec{s}_2 - \vec{s}_1 |}$



the force between them is given by

$ F =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ q Q }{ r ^2}$

The field constant has a value of 8.85\times 10 ^ {- 12} C/Vm.

ID:(3212, 0)



Dipole Moment

Equation

>Top, >Model


The di-polar moment depends on the Q charges and the distance d between them, being

$ P = r Q $

where P is the di-polar moment.

ID:(3863, 0)



Dipole Potential Energy

Equation

>Top, >Model


A dipole generates a potential that at a distance r under the angle \theta has a value

$ V =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ P \cos \theta }{ r ^2}$

where P is the di-polar moment.

ID:(3862, 0)



Electric field

Equation

>Top, >Model


If I want to study the system without the q test load that I am using to measure, such as Coulomb force

$ F =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ q Q }{ r ^2}$



I must separate what is the test load from the rest that we will call the electric field \vec{E}.

The electric field generates \vec{E} a force \vec{F} on a q charge that acts in the same direction as this. So with you have

$ F = q E $

ID:(3872, 0)



Electric field distribution of charges

Equation

>Top, >Model


Si existen N cargas de magnitudes Q_i en posiciones \vec{u}_i, la fuerza de Coulomb con es

$ \vec{F} =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\sum_i^N\displaystyle\frac{ q Q_i }{| \vec{r} - \vec{u}_i |^3}( \vec{r} - \vec{u}_i )$



que con la definición del campo eléctrico con charge $C$, electric eield (vector) $V/m$ and force (vector) $N$

$ \vec{E} =\lim_{q\rightarrow 0}\displaystyle\frac{ \vec{F} }{ q }$



se tiene que el campo eléctrico de una distribución de cargas con charge $C$, electric eield (vector) $V/m$ and force (vector) $N$ es

$ \vec{E} =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\sum_ i ^ N \displaystyle\frac{ Q_i }{| \vec{x} - \vec{u}_i |^3}( \vec{x} - \vec{u}_i )$

ID:(3726, 0)



Electric field of a point charge

Equation

>Top, >Model


Si q y Q son las cargas, r la distancia, \epsilon_0 la constante de campo y \epsilon el número dieléctrico, la fuerza de Coulomb es con charge $C$, constante de campo eléctrico $C^2/m^2N$, constante dieléctrica $-$, distance $m$, force (vector) $N$, pi $rad$ and test Charge $C$ es

$ F =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ q Q }{ r ^2}$



que introducida en la definición de campo eléctrico E con charge $C$, electric eield (vector) $V/m$ and force (vector) $N$ con

$ \vec{E} =\lim_{q\rightarrow 0}\displaystyle\frac{ \vec{F} }{ q }$



se obtiene con charge $C$, electric eield (vector) $V/m$ and force (vector) $N$

$ E_p =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ Q }{ r ^2}$

ID:(3725, 0)



Electric potential with spherical geometry, external

Equation

>Top, >Model


En el caso de una geometría esférica, el camino en la integral del camino es con electric eield $V/m$, infinitesimal distance $m$, reference electrical $V$ and reference electrical potential $V$

$ \varphi =\varphi_0 - \displaystyle\int_C \vec{E}\cdot d\vec{s}$

\\n\\nel campo es inversamente proporcional al radio al cuadrado\\n\\n

$E_f\propto\displaystyle\frac{1}{r^2}$



por lo que el camino mas simple es el radial. Sin embargo el potencial de referencia no puede ser en el origen ya que en dicho punto el integral es infinita. Por ello el potencial de referencia debe ser referida al radio infinito (r\rightarrow 0) y se puede elegir como cero (\varphi_0=0) por lo que con electric eield $V/m$, infinitesimal distance $m$, reference electrical $V$ and reference electrical potential $V$:

$ \varphi_f = -\displaystyle\int_r^{\infty} du\,E_f(u)$

ID:(3887, 0)



Electrical Load

Equation

>Top, >Model


The charges are due to the presence of additional electrons or lack thereof. The scale with which loads are measured is the Coulomb. The charge of the e electron is equal to -1.6\times10^{-19}C.

determine the number of loads, with you have to

$ N_e =\displaystyle\frac{ Q }{ e }$

ID:(3211, 0)



Field in the interior of a Conductor

Equation

>Top, >Model


Una carga hueca, es decir una esfera hueca con cargas en la superficie. En este caso se puede definir una superficie interna dentro de la esfera. Como aquí la carga Q contenida en el volumen es cero el campo eléctrico también lo sera cero, o sea con :

$ E_r =0$

ID:(3842, 0)



Gauss' law in integral version

Equation

>Top, >Model


En base a la ley de Gauss discreta es con

$ \displaystyle\sum_i \vec{E}_i \cdot \hat{n}_i dS_i = \displaystyle\frac{ Q }{ \epsilon_0 \epsilon }$



se puede expresar su versión continua pasando de la suma discreta a una integral sobre la superficie considerada con :

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$

ID:(3213, 0)



Test Charge

Equation

>Top, >Model


To measure the strength of Coulomb it is required to introduce a test load into the system. If this load is q, the force per load that the system loads exert on the test load can be estimated. The force magnitude \vec{F} per charge q is called the electric field \vec{E} and is measured in Newton (N) by Coulomb (C). The electric field is measured assuming that the test load does not greatly disturb the system, in other words it is assumed to be very small and the field definition with can be written as

$ \vec{E} =\lim_{q\rightarrow 0}\displaystyle\frac{ \vec{F} }{ q }$

ID:(3724, 0)