1. ELECTROMAGNETISMO
Ejercicios
17/04/2013
INSTITUTO TECNOLOGICO DEL ISTMO
ING. EFRAIN DE LA CRUZ SANCHEZ
“En el estudio, en el trabajo y todo lo nuevo que emprendas debes superar por mucho lo ya
realizado. Dios tiene un plan maravilloso para tu vida”

2. LEY DE COULOMB .................................................................................................................................. 2
EL CAMPO ELECTRICO ............................................................................................................................ 3
LEY DE GAUSS ........................................................................................................................................ 4
1

3. LEY DE COULOMB
En 1785, Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos
partículas cargadas estacionarias. Los experimentos muestran que la fuerza
eléctrica tiene las siguientes propiedades: 1) La fuerza es inversamente
proporcional al inverso del cuadrado de la distancia de separación r entre las dos
partículas, medida a lo largo de la línea recia que las une. 2) La fuerza es
proporcional al producto de las cargas y de las dos partículas. 3) La fuerza es
atractiva si las cargas son de signos opuestos, y repulsiva si las cargas son del
mismo signo. A partir de estas observaciones podemos expresar la fuerza eléctrica
entre las dos cargas como
La constante k tiene un valor que depende de la elección de Ias unidades. La
unidad de carga en el SI de unidades es el coulomb (C). El coulomb se define en
términos de k unidad de corriente llamada arnpere (A), donde la corriente es igual
ala rapidez del flujo de carga. Cuando la corriente en un alambre es de 1 A, la
cantidad decarga que fluye en un determinado punto del alambre en 1 s es 1 C. La
constante de coulomb k en el SI de unidades tiene un valor de
Para simplificar los cálculos, se usará el valor aproximado
Tarea: En el libro Electricidad y Magnetismo de Serway en la página 9, analizar el
ejemplo 23.1 (determinación de la fuerza resultante) y calcular para ese mismo
ejemplo la fuerza resultante en la carga
2

4. EL CAMPO ELECTRICO
Un campo eléctrico en un punto dado del espacio puede ser definido en términos
de la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga de prueba colocada en ese
punto. Siendo más preciso,
el vector campo eléctrico E en un punto en el espacio está definido como la fuerza
eléctrica F que actúa sobre una carga de prueba positiva colocada en ese punto y
dividida por la magnitud de la carga de prueba .
Nótese que E es el campo externo a la carga de prueba, no es el campo producido
por la carga de prueba. El vector E tiene como unidades en el SI, Newton por
coulomb (N/C). La dirección de E es la dirección de F ya que asumimos que F
actúa sobre una carga de prueba positiva. Así podemos decir que un campo
eléctrico existe en un punto si una carga de prueba en reposo situada en ese punto
experimenta una fuerza eléctrica.
Considérese una carga puntual ubicada a una distancia r de una carga de
prueba . Según la ley de Coulomb, la fuerza sobre esta carga de prueba es
Como el campo eléctrico en la posición de la carga de prueba se define como
E=F/ , se tiene que el campo eléctrico debido a la carga en la posición de es
Tarea: En el libro Electricidad y Magnetismo de Serway en la página 13, analizar el
ejemplo 23.6 (campo eléctrico debido a dos cargas), determinar el campo eléctrico
en un punto P con coordenadas (0, 0.6) m utilizando ambas cargas.
3

5. LEY DE GAUSS
La ley de Gauss dice que el flujo eléctrico neto , a través de cualquier superficie
gaussiana es igual a la carga neta encerrada en la superficie dividida por :
Utilizando la ley de Gauss, uno puede calcular el campo eléctrico debido a varias
distribuciones de cargas simétricas. La siguiente tabla muestra algunos resultados
típicos.
Tabla 1. Campos eléctricos típicos calculados utilizando la ley de Gauss
4

6. Nota: La entrega de los ejercicios será en cuaderno el día 22/04/2013
5