Biofísica 4. Electricidad 3 Electrostática

Electrostática 3. Un plano infinito se carga de manera que el campo eléctrico |E| = 2,25 10³ N/C para un punto que se halla a 3 m del plano.

a. Dibuje las líneas de campo.

b. Calcule la diferencia de potencial para dos puntos ubicados a 5 m y 7 m del plano. ¿Cambia el resultado anterior si los puntos indicados están sobre una misma línea de campo?

El campo eléctrico de un plano infinito es constate en cualquier punto = 2,25 10³ N/C

La diferencia de potencial (ΔV) entre dos puntos (Δx)

ΔV = E * Δx

donde

ΔV = diferencia de potencial

E  = campo eléctrico = 2,25 10³ N/C

Δx = distancia entre los puntos = 7 m – 5 m

Reemplazando

ΔV = 2,25 10³ N/C * 2 m = 4,5 10³ J/C = 4,5 10³ Volt   < ----------- diferencia de potencial

Solo depende de la distancia entre los dos puntos medida en forma paralela a la dirección del campo eléctrico.

c. Calcule la energía cinética que adquiere un electrón cuando se mueve desde el reposo a lo largo de un centímetro.

Energía cinética del electrón (Uc)

U_c = E * e^- * Δx

donde

U_c = energía cinética de electrón

E = campo eléctrico = 2,25 10³ N/C

e^- = carga del electrón = 1,602 x 10^-19 C

Δx = distancia entre los puntos = 1 cm = 0,01 m

Reemplazando

U_c = 2,25 10³ N/C * 1,602 x 10^-19 C * 0,01 m = 3,6 x 10^-18  J < ---------- energía cinética del electrón