Electrostática

La electrostática estudia las cargas eléctricas en reposo y los campos que crean. En Ingeniería y Ciencias Físico Matemáticas del IPN se aborda con herramientas cuantitativas: campo y potencial de cargas puntuales y capacitores.

Qué debes dominar

• Carga y conservación: carga elemental e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C y electrización.
• Ley de Coulomb: F = k · q₁ · q₂ / r².
• Campo eléctrico: E = F / q = k · q / r², y líneas de campo.
• Energía y potencial: V = k · q / r, en volts, y diferencia de potencial.
• Conductores en equilibrio: el campo en su interior es cero y la carga se queda en la superficie.
• Capacitores: C = Q / V; asociaciones en serie y paralelo; energía almacenada.

Ejemplo: una carga puntual de 4 μC crea a 0.2 m un campo E = 9 × 10⁹ · 4 × 10⁻⁶ / 0.2² = 9 × 10⁵ N/C y un potencial V = 9 × 10⁹ · 4 × 10⁻⁶ / 0.2 = 1.8 × 10⁵ V. Nota que E es un vector y V es un escalar: dos cargas se suman de modo distinto en cada caso.

Cómo practicarlo

Con cálculos de campo o potencial de una o dos cargas, con preguntas de cuánto cambia la fuerza si se modifica la distancia o una de las cargas, y con la lectura de líneas de campo para decir el signo de las cargas o dónde el campo es más intenso.

Errores comunes

• Sumar campos de varias cargas como escalares, sin considerar la dirección.
• Confundir campo (N/C) con potencial (V).
• Olvidar el signo de la carga al determinar el sentido del campo.
• Pensar que el campo dentro de un conductor cargado es diferente de cero.