Ley de
Coulomb
Establece cómo es la fuerza entre dos cargas
eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como
ciencia cuantitativa. Fue descubierta por Priestley en
1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en
1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica
localizada en un punto geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual
no existe, es una idealización, pero constituye una buena aproximación cuando
estamos estudiando la interacción
entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones
son muy pequeñas en comparación con la distancia que existen entre ellos.
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de
repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo
contrario".
Es importante hacer notar en
relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos:
- cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática);
- las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción) ; es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección , pero de sentido contrario
Fq 1 → q 2 =
−Fq 2 → q 1
Ley de Ampere
La ley de Ampére tiene una analogía con el teorema
de Gauss aplicado al campo eléctrico. De la misma forma que el teorema de Gauss
es útil para el cálculo del campo eléctrico creado por determinadas
distribuciones de carga, la ley de Ampére también es útil para el cálculo de
campos magnéticos creados por determinadas distribuciones de corriente.
La ley de Ampére dice "La circulación de un
campo magnético a lo largo de una línea cerrada es igual al producto de m0 por la intensidad neta que
atraviesa el área limitada por la trayectoria".
Ley de
Ampére aplicada a una corriente rectilínea
Una vez escogida la línea calculamos la circulación del campo a lo largo de la
línea escogida y aplicamos la ley de Ampére. Obteniendo, la ecuación
que nos da el campo magnético creado por un conductor rectilíneo.
Ley de Ampére aplicada a un solenoide
En un solenoide también se puede calcular el valor
de B en un punto interior aplicando la ley de Ampére. Para ello se siguen los
mismos pasos que en el caso anterior.Si suponemos que el solenoide es muy largo
comparado con el radio de sus espiras, el campo es aproximadamente uniforme y
paralelo al eje en el interior del solenoide y es nulo fuera del solenoide.
Ley de Ampére aplicada a un toroide
Elegimos como camino cerrado una circunferencia de radio r ,
cuyo centro está en el eje del toroide, y situada en su plano meridiano. De
esta forma el campo magnético B es tangente a la circunferencia de radio r y
tiene el mismo módulo en todos los puntos de dicha circunferencia.
Ley de Ohm
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon
Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica,
estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en
cualquier circuito eléctrico como son:
|
“La
intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional
al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que
presenta”
|
Donde I es la intensidad que
se mide en amperios (A), V el voltaje que
se mide en voltios (V); y R la resistencia que
se mide en ohmios(Ω).
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