Electrónica/Ley de Coulomb

Enunciado

Dadas dos cargas puntuales $q_{1}$ y $q_{2}$ que se encuentran a una distancia $r$ de separación en el vacío. Si $q_{1}$ y $q_{2}$ tienen signos iguales, entonces se repelen entre sí, pero si tienen signos opuestos se atraen una a la otra. La magnitud de la fuerza de repulsión/atracción (en cada caso) está dada por:

$F=k{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

Donde $k$ es la constante de Coulomb y suele escribirse explícitamente mediante $({4\pi \epsilon _{0}})^{-1}$, donde $\epsilon _{0}$ es la llamada permitividad del vacío. De modo que la fórmula queda de la siguiente manera:

$F={\frac {q_{1}q_{2}}{4\pi \epsilon _{0}r^{2}}}$

La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

$\mathbf {F} ={\frac {q_{1}q_{2}}{4\pi \epsilon _{0}r^{2}}}\mathbf {u} _{r}$

donde $\mathbf {u} _{r}$ es un vector unitario que indica la dirección entre las cargas.

Cuando el medio que rodea a las cargas no es el vacío hay que tener en cuenta la constante dieléctrica y la permitividad del material que para el aire por ejemplo la constante tiene un valor de 1.0006.

Demostración

Ley de Coulomb

• Se ha hablado mucho en cuanto a cuerpos cargados y el efecto que tienen unos sobre otros. Aunque se ha establecido que cargas iguales se repelen y cargas desiguales se atraen, no se ha dicho nada en cuanto a la magnitud de esta fuerza electrostática .

• Alrededor del 1780, Charles Coulomb descubrió la relación entre cargas y distancia de una fuerza electrostática. Su descubrimiento fue lo que más tarde se conoció por la ley de Coulomb número 2.

• LEY NUMERO 2. La fuerza entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

• F= Q1*Q2
• -----
• K*d2

• siendo: F = Fuerza en dinas.
• Q1 = Fuerza de la carga 1, en unidades electrostáticas (u.e.s.).
• Q2 = Fuerza de la carga 2, en unidades electrostáticas (u.e.s.).
• d = Distancia entre cargas en centímetros.
• K = Constante del dieléctrico del medio a través del cual se ejerce la fuerza.