Físiquito: 05/12/14

ELECTROSTÁTICA

Bloque III.

Comprendes las leyes de la electricidad

Sección B: Electrostática

· Es la rama de la electricidad que esta encargada de estudiar las cargas electrostática en reposo. En donde la carga eléctrica se puede transmitir de una partícula a otra o de un cuerpo a otro; a este proceso le llamamos : Electrizar un cuerpo.

Protón = e+ Electrón = e-

tienen una carga de 1.6x10^-19

· Frotamiento: Se presenta cuando dos cuerpos se frotan entre sí o por la fricción que existe entre ellos.

· Contacto: Consiste en simplemente tocar los dos cuerpos entre sí.

· Inducción: Ocurre cuando un cuerpo excedido en carga eléctrica se acerca a otro sin tener que presentar contacto directo entre ellos.

- ¿Qué es la Carga Eléctrica?.

Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas.

-¿Que es Electrolizar?

Descomponer un cuerpo o una sustancia por medio de la electrólisis.

Tres tipos de Electricidad con su respectivos ejemplos:

* Reposo:

Cuando se frota el globo en el cabello

Cuando se frota una calceta en el tapete

Cuando te cepillas y acercas el cepillo en pedazos de papel

*Contacto:

Cuando pones un cable con electricidad cerca de un metal

Cuando enchufas un objeto a un conector

Cuando se unen las pilas

*Inducción:

Cuando te pegas en la televisión

El control de la televisión

El sensor

-Conducto: -Aislante: -Semiconductor:

* Cobre *Plástico *Galio

* Plata *Vidrio * Silicio

*Oro *Lámina plástica *Cadmio

*Aluminio *Micas *Boro

*Acero *Resinas * Arsénico

Equivalencia en electrones es la siguiente:

Coulomb 1C = 6.25x10^18 Electrones

EJERCCIO:

1.-Dos cargas q₁ y q₂ poseen entre las dos una carga de 11 µC. Si se encuentran separadas 5 cm y sufren una fuerza de atracción de 5.2 N. ¿Cuál será el valor de ambas cargas si el medio en el que se encuentran tiene un permitividad relativa de 2.5? (datos: ε₀= 8.85·10^-12 C²/N·m²)

Solución:

Datos q 1 +q 2 = 11 µC r = 5 cm = 0.05 m F = 5.2 N ε r = 2.5 q 1 ? y q 2 ? K = 1/ 4π x ε0 x εr q1 + q2 = 11.10^-6 q1 = 11.10^-6 -q2 F = 1/ 4π x ε0 x εr (11.10^-6 -q2) (q2) / r^2 F = (11.10^-6 -q2 )1/ 4π x ε0 x εr x r^2

-q2^2+11.10^-6 x q2 -3.61 x 10^12 = 0

-11.10^-6 √(11.10^-6)^2 -4 (-1) (-3.61 x 10^-12) / 2x(-1)

q2= {3.5 x10^-7 C
{ 1.06 x 10^-5 C

q1= 3.5 x10^-7 C , q2= 1.06 x10^-5 C

q1= 1.06 x10^-5 C, q2= 3.5 x10^-7 C

LEY COULOMB

Bloque III:

Comprendes las leyes de la electricidad

La fuerza de atracción o repulsión entre los dos cargas puntuales q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional.
Formula de la ley:

$F = \kappa \frac{\left|q_1 q_2\right|}{d^2} \,$

Ley prologada por Charles Agustín de Coulomb
La ley de Coulomb:

Dice que la magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos Cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargar e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Matemáticamente se representa la formula de esta manera.
En términos matemáticos, la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1 y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia d se expresa como:

F= K( q1q2)/r²

F= (9x10^9 Nm²/C² ) (q1x10^-9 C )(q2x10^-9 C ) /r²

F = Respuesta de la q1 y q2 Entre el Resultado de r²

F = Total de la Formula.

En donde:

F= Fuerza eléctrica en Newton (N)

k= Constante de proporcionalidad = 9x10^9 Nm²/C²

q1 y q2 = Cargas eléctricas en coulombs (C)

r = Distancia entre las Cargas en metros (m)

Las equivalencias de Coulomb:

Cantidad con prefijo Cantidad en notación

exponencial Cantidad con símbolo

1 mili coulomb 1x10⁻³ C mC

1 micro coulomb 1x10⁻⁶ C µC

1 nano coulomb 1x10⁻⁹ C nC

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: un Condensador una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y, por un potencial menor llevando a una mayor capacitancia de el mismo.

Fórmula:

$\varepsilon$ r = F/ F1

Donde:

$\varepsilon$ r = Permitividad relativa del medio (adimensional)

F = Magnitud de la fuerza eléctrica entre las mismas cargas en el vacío (N)

F1 = Magnitud de la fuerza eléctrica entre las mismas cargas en el medio (N) v

Campo eléctrico e intensidad de campo eléctrico

BLOQUE III:

COMPRENDES LAS LEYES DE LA ELÉCTRICIDAD

SECCIÓN B : Campo eléctrico e intensidad de campo eléctrico

¿Qué es un campo eléctrico?

es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. ...

¡Que permite el campo eléctrico!..

concluir si existe o no un campo eléctrico en dicho punto, concluir si existe o no un campo eléctrico en dicho punto la intensidad del campo eléctrico en cualquier otro punto, tales como P_2 , P_3 , etc. podremos obtener el campo eléctrico originado por dicha distribución...

¿Quién hizo el Campo Eléctrico?

Michael Faraday : Es el que introdujo la noción de campo eléctrico y de línea de campo eléctrico, y lo hizo de una manera tan sugestiva y clara que permitió el desarrollo matemático del electro magnetismo por parte de Maxwell y otros.

Fórmula:

Donde:

E = Intensidad del Campo eléctrico (N/C)

k = Constante de proporcionalidad =

\scriptstyle K= 9\cdot 10^{9} \mathrm{N\cdot m^2/C^2}

q = Valor de la Carga (C)

r = Distancia desdé un punto hacia el centro de la Carga (m)

EJERCCIOS DEL CAMPO ELÉCTRICO:

1.-La masa de un protón es 1,67·10 −
27 kg y su carga eléctrica 1,6·10 −
19 C. Compara la fuerza de repulsión eléctrica entre dos protones situados en el vaso con la fuerza de atracción gravitatoria que actúa entre ellos.

2.- En el origen de coordenadas está situada una carga q1 = +3 µC y en el punto (4,0) otra carga q2 = −3 µC. Determina: el vector campo eléctrico en el punto A(0,3) y la fuerza que actúa sobre una carga q3 = −6 µC colocada en el punto A.

SOLUCIONES:

1.- F =K q2/r2 F =9x10^9 (1.6x10^−19) (26.67x10^ −11 ) / (1.67x10^−27)2= 124.10

2.-Cálculo del módulo del campo que crea la carga q1 en el punto A.

E1 = K |q1| r2 1 = 9x10^9 3x10^− 6
32 = 3000 N/C Vectorialmente: E1 = 3000

N/C Cálculo del módulo del campo que crea la carga q2 en el punto A.

E2 = K |q2| r2 2 = 9x10^9 3x10^− 6
52 = 1080 N/C
Del diagrama se deduce que sus componentes son:

E^2(x) = E^2
cos = 1080x4/ 5
= 864 N/C
E^2(x) = 864^ı N/C

¿Qué es un circuito eléctrico?.

Es un camino cerrado por donde fluye la corriente eléctrica, desde el polo negativo hasta el polo positivo de una fuente de alimentación (pila, batería, generador, etc).

Partes de que consta

1. Fuente o generador.-

Genera el movimiento de los electrones. Desempeña una función similar al de una bomba de agua, no produce electrones, como la bomba de agua no produce agua, sino que los hace circular. Circulan los electrones libres por el conductor.

2. Carga .-

Recibe el flujo de electrones o corriente eléctrica, este flujo al paso por la carga realiza un trabajo que se manifiesta bajo la forma de luz, calor, etc.

3. Conductores.-

Son los medios a lo largo del cual fluyen los electrones que el generador hace circular.

Nota.- Existe la Corriente Directa o Continua (DC) y la Corriente Alterna (AC). La diferencia entre estas dos es que, la DC circula en un solo sentido, por lo tanto, se le puede identificar el positivo y negativo en la fuente de alimentación. Mientras que la AC es una corriente que cambia de sentido constantemente, por lo tanto el sentido de la corriente cambia alternadamente.

lunes, 12 de mayo de 2014