Electrostática
La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

Benjamin Franklin haciendo un experimento con un rayo, que no es otra cosa que un fenómeno electrostático macroscópico.
Ley de Coulomb:
Puede Expresarse como: La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactuan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la linea que los une. La fuerza es de responsorio si las cargas son de igual signo y de atracción si son de diferente signo.

Se Desarrolla por: Charles-Augustin de Coulomb que creo la balanza de torsión con la que determino las propiedades de la electrostática:


La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1 y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia (d) se expresa como:
d 2
Como las unidades de fuerza, carga y distancia en el sistema SI se han definido independientemente de la Ley de Coulomb, el valor numérico de la constante de proporcionalidad K debe medirse experimentalmente. El valor de la constante K depende de la naturaleza del medio. El valor numérico de la constante K depende de la opción de unidades. Si la fuerza está en Newton, la distancia en metros (m), y la carga en coulomb ( C ), entonces K tiene un valor de 9 x 109 New. m2 /C2.
La constante eléctrica K viene a ser 1020 veces mayor que la constante gravitacional G. Lo que indica que el campo gravitatorio es muy débil comparado con el eléctrico. Esta diferencia tiene una consecuencia muy útil: en el estudio de los fenómenos eléctricos los efectos gravitatorios son despreciables.
Semejanzas:
1. Ambas fuerzas son directamente proporcionales al producto de las materias que obran recíprocamente (masa y carga).
2. Ambas fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia de la separación.
Diferencias:
1. La fuerza eléctrica de Coulomb puede ser de atracción o de repulsión mientras que la fuerza gravitacional es de atracción solamente.
2. La magnitud de la fuerza eléctrica de Coulomb depende del medio que separa las cargas mientras que la fuerza gravitacional es independiente del medio.
Limitaciones de la Ley de Coulomb
-La expresión es aplicable para las cargas puntuales solamente.
-La fuerza es indefinida para r = 0
EJEMPLO:
Esferas en contacto.
Dos esferas A y B están en el vacío separadas por una distancia de 10 cm. Tienen cargas eléctricas de qa= +3x10-6C y qb= - 8x10-6C. Una esfera C en estado neutro, primero toca a la esfera A y después a B. Si la esfera C después de tocar a B se separa del sistema, Calcular la fuerza con que se accionan las cargas de Ay B.
La fuerza eléctrica es más de 1039 veces mayor que la fuerza gravitacional. En otras palabras, las fuerzas eléctricas que se ejercen entre las partículas atómicas son tan superiores a las fuerzas gravitacionales que éstas pueden ser totalmente despreciadas.
Campo Eléctrico

Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales;
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor (q) sufre los efectos de una fuerza eléctrica (F) dada por la siguiente ecuación:
F= qE
La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.
1 faraday = 96 485.3415 coulombs
Michael Faraday

La presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza.
El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva).

F. es la fuerza (N)
K. es una constante que vale 9x109
q. es la carga (C)
r. es la distancia (m)
Campo electrostático (cargas en reposo)
Un caso especial del campo eléctrico es el denominado electrostático. Un campo electrostático no depende del tiempo, es decir es estacionario. Para este tipo de campos la Ley de Gauss todavía tiene validez debido a que esta no tiene ninguna consideración temporal, sin embargo, la Ley de Faraday debe ser modificada. Si el campo es estacionario, la parte derecha de la ecuación (13) y (14) no tiene sentido, por lo que se anula:
Líneas de campo
Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, de manera que su tangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto.Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas tales que en cada punto el campo vectorial sea tangente a dichas líneas, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo". Matemáticamente las líneas de campo son las curvas integrales del campo vectorial. Las líneas de campo se utilizan para crear una representación gráfica del campo, y pueden ser tantas como sea necesario visualizar.
Líneas de campo eléctrico correspondientes a cargas iguales y opuestas, respectivamente.
Campo electrodinámico (movimiento uniforme)
El campo eléctrico creado por una carga puntual presenta isotropía espacial, en cambio, el campo creado por una carga en movimiento tiene un campo más intenso en el plano perpendicular a la velocidad de acuerdo a las predicciones de la teoría de la relatividad. Esto sucede porque para un observador en reposo respecto a una carga que se mueve con velocidad uniforme la distancia en la dirección del movimiento de la carga serán menores que las medidas por un observador en reposo respecto a la carga, por efecto de la contracción de Lorentz, suponiendo que la carga se mueve a lo largo del eje X de observador tendríamos la siguiente relación de coordenadas entre lo medido por el observador en movimiento respecto a la carga
y el observador en reposo respecto a la carga
:



Campo electrodinámico (movimiento acelerado)
El campo de una carga en movimiento respecto a un observador se complica notablemente respecto al caso de movimiento uniforme si además de un movimiento relativo la carga presenta un movimiento acelerado respecto a un observador inercial.
Ejemplo:
Para calcular el valor del campo eléctrico en el punto considerado debo recurrir a la definición general de Campo Eléctrico por lo tanto nos queda que:

Como la carga del electrón es negativa, el sentido de la fuerza es opuesto al del campo, dado que es una operación donde el escalar es negativo, el resultado del campo nos da negativo lo que nos está señalando que el vector fuerza y campo son colineales pero de sentidos opuestos.
Respuesta:
El campo eléctrico en el punto vale 4 x 105 N/C. y además debemos indicar en un esquema gráfico las demás características del vector (dirección, sentido y punto de aplicación) tal como se indica en el esquema gráfico.

Capacitancia Eléctrica
la capacitancia1 o capacidad eléctrica es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:
C es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
Q es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
V es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.

Asociación de condensadores
CONDENSADORES
Un condensador es un dispositivo capaz de almacenar carga eléctrica. Básicamente están formados por dos conductores situados uno frente al otro, lo más cerca posible, dejando entre medias de ellos un aislante que puede ser el “vacío” o un dieléctrico.
Existe una relación de proporción entre el potencial creado entre los dos ``polos''· de un condensador y la carga almacenada. Matemáticamente se puede expresar de una manera simple como

donde

es la constante de proporcionalidad, denominada capacidad. La unidad de la capacidad es el faradio.

Un faradio es una unidad muy grande. (Al estilo del culombio). Por ello lo común es encontrarse con microfaradios, nanofaradios o picofaradios.

Figura: Asociación de condensadores en serie y en paralelo.
Asociación de condensadores
Serie
En dos condensadores situados en serie, la diferencia de potencial total que cae entre el primero y el segundo será la suma de las diferencias parciales de cada condensador, es decir, 

. No obstante, al encontrarse unidos en serie la carga de ambos deberá ser igual, y además será la carga total almacenada por la asociación. Así tenemos que 

y podemos poner

y de aquí se deduce fácilmente que la capacidad efectiva de la asociación es

Paralelo
Si situamos dos condensadores asociándolos en paralelo, tendremos que la diferencia de potencial entre ambos deberá ser igual, y además será la diferencia de potencial total. Esto es así porque tenemos unidos los dos ``polos'' de los condensadores por un conductor, y por tanto la caída de potencial entre los ``polos'' opuestos tiene que ser la misma. A su vez, como cada condensador almacenará una carga distinta, tendremos que para la asociación total

Se ve pues, de manera sencilla, que la capacidad efectiva o equivalente de dos condensadores asociados en paralelo obedece a la ley

Si, del negativo de la batería, fluyen hacia la armadura de la derecha, por ejemplo, tres electrones, estos inducen en la placa enfrentada a ella tres cargas positivas, es decir, la abandonan tres electrones, que irán a parar a la armadura siguiente, que, a su vez, inducirá una carga de +3 en la siguiente, étc.
La conclusión final es que la CARGA que adquieren los condensadores es LA MISMA para todos. q1 = q2 = q3 = q Las DIFERENCIAS DE POTENCIAL, en cambio, al estar en serie se SUMAN, y dicha suma será igual al potencial V de la batería. V = V1 + V2 + V3.
.
Asociación de condensadores en serie.
Hecho por:
Rodisbeth Brazón #06
Betzabeth Espin #07
Alejandra Salazar #08
Jesus Romero #16
Referencias:
http://www.uv.es/martinep/FFTELEMATICA_archivos/BOLETIN%204%20resueltos.pdf
http://www.wikipedia.com
http://es.scribd.com/doc/68605303/Fisica-Ejercicios-Resueltos-Soluciones-Capacitancia-y-Dielectricos