Leyes de Ohm
4. Permitividad eléctrica. Como se estudió en el curso, la magnitud de la fuerza eléctrica
obedece la ley de Coulomb, la cual se puede expresar de la siguiente forma:
Donde es una constante de la naturaleza llamada la
permitividad eléctrica del vacío y es una cantidad que caracteriza las propiedades
eléctricas del vacío. Cuando estamos en un medio material, la fuerza eléctrica sigue
obedeciendo la ley de Coulomb salvo que la permitividad eléctrica del vacío debe ser
modificada en esta ley por la permitividad eléctrica del material, es decir:
Donde Є m es la permitividad eléctrica del material, la cual es en general superior a la
permitividad eléctrica del vacío. Con base en esta información efectué el siguiente
ejercicio: Calcule la fuerza eléctrica entre dos protones separados por una distancia r = 50mm cuando se encuentran en los siguientes medios:
a) Vacío. 4π ЄO .
b) Agua. ЄH 2 O = 80 ЄO
c) Membrana lipídica. Є membrana = 2,5 Є0
¿En qué medio es más intensa la fuerza eléctrica?
5. ¿Cuál es la resistencia de un circuito por el que circula una corriente eléctrica de 2
amperios con una tensión de 12 voltios?
6. Calcula la intensidad de la corriente que circula por un dispositivo de 2.000Ω de
resistencia al aplicarle una diferencia de potencial de 200 V.
Respuestas
Respuesta:
permitividad eléctrica (llamada también constante dieléctrica para dieléctricos homogéneos) es un parámetro físico de los materiales que describe cuánto son afectados por un campo eléctrico. La información del campo eléctrico está contenida en los vectores E y D, donde E es la intensidad y D es el desplazamiento eléctrico o densidad de flujo eléctrico. Es este último el que cuenta la influencia del campo sobre un material (análogo al vector B del campo magnético el cual es llamado "densidad de flujo magnético" o "inducción magnética" sobre un material).
La permitividad eléctrica del vacío es constante y está dada por {\displaystyle \varepsilon _{0}}\varepsilon _{0} = 8.8541878176x10-12 C2 / (N·m²).
La permitividad está determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Está directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica. Por ejemplo, en un condensador una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una mayor capacidad del mismo.