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Departamento de Electrónica y Sistemas PARTE II) ELECTROSTÁTICA. CAMPO ELÉCTRICO 1. Flujo de campo eléctrico 2. Ley de Gauss y su uso para obtener el campo eléctrico 3. Campo en un conductor: en su interior y su superficie TEMA 3) Ley de Gauss Departamento de Electrónica y Sistemas TEMA 3) Ley de Gauss TEMA 3) Ley de Gauss • Representa la canJdad de líneas de campo que atraviesan una superficie Superficie abierta Superficie cerrada TEMA 3) Ley de Gauss Departamento de Electrónica y Sistemas Carl Friedrich Gauss (1777 – 1855) TEMA 3) Ley de Gauss TEMA 3) Ley de Gauss • La superficie S puede tener cualquier forma y tamaño (imaginaria) • En el caso de distribuciones conJnuas de carga TEMA 3) Ley de Gauss • En distribuciones de carga con alta simetría, el cálculo del flujo se simplifica • Pasos: 1. Seleccionar superficie gaussiana acorde con la simetría de la distribución de carga: a) E (módulo del campo) constante y perpendicular a la superficie de Gauss b) E no constante, pero paralelo a la superficie de Gauss 2. Calcular el flujo a través de la superficie de Gauss en función de E 3. Despejar E en la ley de Gauss TEMA 3) Ley de Gauss 1. Campo eléctrico producido por una carga puntual 2. Campo eléctrico en las proximidades de una distribución de carga lineal, recta e indefinida (hilo recto de carga) TEMA 3) Ley de Gauss 3. Campo eléctrico en las proximidades de una distribución superficial de carga (plano indefinido de carga) 4. Campo eléctrico creado por una esfera uniformemente cargada En el interior En el exterior 5. Campo eléctrico debido a una lámina indefinida de espesor a cargada uniformemente TEMA 3) Ley de Gauss Departamento de Electrónica y Sistemas TEMA 3) Ley de Gauss TEMA 3) Ley de Gauss • Conductor: objeto con cargas libres suscepJbles de moverse bajo la acción de un campo • Equilibrio electrostáJco: no hay movimiento de cargas: • Si se somete el conductor a un campo externo: redistribución de carga para garanJzar equilibrio TEMA 3) Ley de Gauss • Exceso de carga se sitúa en la superficie: densidad superficial de carga – Ley de Gauss con superficie interior al conductor • Densidad volumétrica de carga: sólo en materiales dieléctricos • Densidad superficial de carga: campo eléctrico sobre la superficie del conductor perpendicular – Superficie es equipotencial – Si el campo no fuese perpendicular: produciría desplazamiento de carga TEMA 3) Ley de Gauss • Ley de Gauss con superficie pequeño cilindro recto con su eje alineado con el campo – Sólo flujo en la base del cilindro externa al conductor TEMA 3) Ley de Gauss 1. Densidades superficiales de carga de dos esferas metálicas conductoras concéntricas con cargas q1 y q2 y radios R1 y R2i, R2e R2e R1 R2i TEMA 3) Ley de Gauss