¿Cuál es el propósito de definir un campo eléctrico y cómo aplicarlo?

He estado leyendo un libro de introducción a la física. He llegado al punto en que entiendo la ley de Coulomb, y ahora el libro presenta campos eléctricos.

Me cuesta entender por qué esa unidad es útil y cómo aplicarla a los cargos. (Fuerza por Culombio)

He aquí un ejemplo "práctico"...

Suponiendo que el dieléctrico entre dos cargas es aire, q 1 es un anión hidruro, q 2 es un catión de hidrógeno, y los iones están separados por 1 μm.

k = 9 ∗ 10 9 norte metro 2 / C 2
q 1 = − 1.6 ∗ 10 − 19 C
q 2 = 1.6 ∗ 10 − 19 C
r = 1 m metro

Usando la Ley de Coulomb podemos obtener la fuerza F en newtons:

k q 1 q 2 r 2

( 9 ∗ 10 9 norte metro 2 / C 2 ) ( 1.6 ∗ 10 − 19 C ) ( 1.6 ∗ 10 − 19 C ) ( 1 ∗ 10 − 6 metro ) 2

A menos que haya errores, esto funciona para 2.304 ∗ 10 − dieciséis norte

La ecuación de un campo eléctrico es:

mi = F q

Esta unidad se ve notablemente similar al peso. (Otra unidad que me parece inútil y arbitraria.)

Mi libro dice que conociendo un campo eléctrico, podemos obtener la fuerza de cualquier carga dentro de él. Supongo que eso se haría usando Álgebra y obteniendo:

F = q mi

Entiendo cómo uno podría obtener mi por un solo cargo. (Es decir, uno de los iones) Pero, el libro también dice que los campos eléctricos son aplicables para más de una carga, pero no muestra ningún ejemplo de eso.

No sé qué conectaría para las variables para obtener el campo eléctrico en mi ejemplo práctico.

Además, no entiendo cómo se mantendría esta proporción sin distancia.

¿Estás hablando del campo resultante de dos o más partículas cargadas?
Creo que sí. IE, el libro insinúa que en mi ejemplo, podría definir un campo eléctrico "E" con mis dos iones, luego aplicar la fuerza a cualquier carga colocada en E. Por el bien de los argumentos, ¿cómo aplicaría un campo eléctrico derivado de mi iones a, digamos, un protón colocado en ese campo eléctrico?

Respuestas (1)

Digamos que tienes dos cargas iguales, q una distancia X aparte.ingrese la descripción de la imagen aquí

mi = k q / r 2 en general. Tienes razón. El campo eléctrico se puede definir como la fuerza por unidad de carga. entonces un 100 norte / C campo es aquel en el que se ejercerían 100 newtons de fuerza sobre una partícula cargada de 1 Coulomb.

así que si encontramos el campo debido a las dos partículas justo en el medio de X , en un punto X / 2 unos de otros, podemos hacer algo de álgebra y encontrar que mi 1 = 4 k q / X 2 y mi 2 = 4 k q / X 2

¡Son iguales, ya que tienen la misma magnitud y polaridad de carga!

El campo resultante en el medio será un campo, menos el otro campo. En este caso, mi 1 - mi 2 = 0

Tenga en cuenta cómo esto es sorprendentemente intuitivo: las mismas cargas se repelen, por lo que si están a la misma distancia, entonces es intuitivo pensar que el medio exacto tendrá cero campo eléctrico resultante.

Nótese el ejemplo de las placas paralelas, que conducen a un campo eléctrico uniforme. Este campo eléctrico está dado por mi = V / d donde V es la diferencia de potencial entre las dos placas y d es la separación de las placas. Dondequiera que esté la carga en este campo, el campo será de la misma magnitud, a menos que cambie la diferencia de potencial (generalmente de una fuente de alimentación) o cambie la separación de las placas. Por eso, F = q mi en cualquier parte de este campo.

Pero parece inútil usar el campo eléctrico en lugar de la ley de Columb. Dijiste que kq/r^2 = E. ¿De dónde obtenemos el radio sino la distancia a otra carga? Si ese es el caso, simplemente podemos usar la ley de Coulombs.
r no es el radio. es la distancia entre dos cargas.
Ups. Bueno, todavía. Thag reitera mi punto...
podrías usar la ley de coulomb para encontrar la fuerza entre las dos cargas, sí. el objetivo de encontrar el campo eléctrico resultante es que puedas encontrar la fuerza que actúa sobre otra carga que está en el campo, usando F=QE. Este es un cargo arbitrario que decidiste agregar.
Lo siento si estoy siendo tonto, pero ¿cómo es posible conocer esa fuerza sin conocer la posición de la carga arbitraria en el campo?
En el caso anterior, tendría que conocer la posición para obtener el campo resultante de las otras dos cargas. Sin embargo, si tuviera un campo eléctrico uniforme (como el que existe entre dos placas paralelas), la fuerza sobre una pequeña carga será la misma en todo ese campo.
Pero incluso entonces tendrías que saber qué tan cerca está la carga arbitraria de una de las placas si no está exactamente en el medio, ¿no?
editar debe responder a su pregunta
¿Cuál es el propósito de definir un campo eléctrico y cómo aplicarlo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v