La electrostática es la teoría que describe los fenómenos físicos relacionados con la interacción entre las cargas eléctricas o distribuciones de carga estacionarias o en reposo con respecto a un observador. Dicha carga eléctrica es la responsable de los efectos electrostáticos (de atracción o de repulsión) que se generan entre los cuerpos que la poseen. Conocida con el nombre de electricidad estática. Se consideró durante mucho tiempo como una teoría independiente de otra como el magnetismo y en este curso abordaremos específicamente los fenómenos eléctricos.

Históricamente los fenómenos eléctricos y magnéticos se descubrieron y estudiaron de forma independiente, hasta que en 1861 James Clerk Maxwell unificó todos ellos en las cuatro ecuaciones que llevan su nombre.

La electrostática fue la primera rama del electromagnetismo en desarrollarse. Con la postulación de la ley de Coulomb que fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, además permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser analizadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.

Los fenómenos de la electrostática pueden ser aprovechados con algún beneficio, como sucede en el ámbito de la xerografía. En otros contextos, como en la electrónica, son consecuencias indeseadas que pueden generar diversas clases de daños.

En la actualidad resulta casi imposible imaginar un mundo sin electricidad. El uso de una simple pila, el encendido de un televisor, el uso de materiales aislantes o las centrales eléctricas son la consecuencia lógica de las investigaciones de Coulomb en el ámbito de la electrostática.

La electrostática no solamente está presente en los aparatos eléctricos que usamos a diario, sino que también presenta un amplio abanico de aplicaciones: las aspersoras electrostáticas que se usan para la desinfección de establecimientos, en las plantas donde se procesan los alimentos, en dispositivos médicos o en la desinfección de equipos biológicos o químicos.

Te presentamos una serie de 4 cursos con los temas mas significativos para poder entender a plenitud el fenómeno electrostático:

1) La ley de Coulomb y el cálculo de la fuerza eléctrica

2) Aprende a calcular el campo eléctrico

3) La ley de Gauss para el campo eléctrica

4) El potencial eléctrico

A continuación te presentamos el tercer tema de la electrostática y que tiene que ver con el calculo, de una manera mas simple del campo eléctrico, todo esto gracias al ingenio del Príncipe de las matemáticas "Carl Friedrich Gauss"

La ley de Coulomb y el principio de superposición permiten de una manera completa describir el campo electrostático de un sistema dado de cargas puntuales o una distribución uniforme o continua de cargas en el vacío . Sin embargo, en ocasiones este calculo resulta muy complicado.

Existe entonces, una manera de calcularla donde las propiedades del campo electrostáticos pueden expresarse en una forma más general, sin necesidad de tener en cuenta la representación Coulombiana del campo de una carga puntual.

La ley de Gauss desempeña esta función dentro de la electrostática, porque permite calcular de forma simple el campo eléctrico debido a una distribución de cargas cuando esta presenta buenas propiedades de simetría, es decir, hace posible utilizar un razonamiento cualitativo para enfrentar problemas difíciles. En estos casos, suele resultar mucho mas simple usar la ley de Gauss que obtener el campo eléctrico por integración directa sobre la distribución de cargas, tal y como se ha descrito en el tema anterior.

En física la ley de Gauss es una ley básica, no solo de la electrostática, sino del electromagnetismo en general. de hecho constituye una de las ecuaciones de Maxwell (que son las ecuaciones que permiten describir todos los fenómenos electromagnéticos).

Como veremos, la ley de Gauss es esencialmente una ecuación matemática que relaciona el campo eléctrico sobre una superficie cerrada con la carga eléctrica encerrada en su interior.

En este curso abordaremos los detalles de esta ley y como aplicarla en situaciones de simetría.

FUNDAMENTO TEÓRICO

01 - Introducción

02 - El concepto de flujo eléctrico

03 - Flujo sobre una superficie plana de un campo vectorial uniforme

04- Flujo sobre una superficie arbitraria o de un campo vectorial no uniforme

06 - Superficies Gaussianas

07 - Carga Inducida en un conductor

08 - La ley de Gauss del campo electrostático

09 - Deducción de la ley de Gauss

10 - Deducción de la ley de Coulomb a partir de la ley de Gauss

11 - El efecto de la Jaula de Faraday

EJERCICIOS RESUELTOS

12 - Flujo eléctrico de una configuración de cargas encerradas en una superficie cubica

13 - Flujo eléctrico que atraviesa una superficie cubica

14 -Campo eléctrico dentro de un cilindro con densidad de carga volumétrica variable

15 - Campo eléctrico fuera de un cilindro con densidad de carga volumétrica

16 - Campo eléctrico dentro de una lamina infinita

17 - Campo eléctrico fuera de una lamina infinita

18 - Campo eléctrico dentro de una esfera solida no conductora

19 - Campo eléctrico fuera de una esfera solida no conductora

20 - Campo eléctrico en 2 esferas concentricas

21 - Flujo de una carga puntual encerrada en una esfera

22 - Calculo del campo eléctrico en una linea infinita