4.1.electricidad

UNIDAD 4

ELECTRICIDAD

4.1. CONCEPTOS GENERALES

4.2. CARGAS ELÉCTRICAS, LEY DE COULOMB

4.3. CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO

4.4. CONDENSADORES

4.5. CORRIENTE Y RESISTENCIA ELÉCTRICA

4.6. CIRCUITO ELÉCTRICO, LEYES DE KIRCHHOFF

martes, 14 de febrero de 2012Dr. Segundo Morocho C.

CONCEPTOS GENERALES

La materia esta formada por átomos y moléculas, losátomos tienen un núcleo en cuyo interior hayprotones y neutrones, alrededor de éste núcleo, envarias órbitas giran los electrones.

CONDUCTORES ELECTRICOS: Electronessituados en las órbitas más alejadas del núcleo no seencuentran unidos a sus átomos y pueden moverselibremente en el interior del cuerpo (electroneslibres).

AISLADORES O DIELECTRICOS: Electronesfirmemente unidos a sus átomos, o tienen electroneslibres en pocas cantidades.


ELECTRIZACION

Fenómeno que se produce por la transferencia deelectrones libres de un cuerpo a otro.

Materia aproximadamente neutra cuando no hay estatransferencia (mismo número de protones yelectrones) equilibrio.

Rompe el equilibrio, los cuerpos presentan un exceso odéficit de electrones y adquirirán la capacidad deatraer o repeler cuerpos.

LOS ELECTRONES Y PROTONES POSEEN UNAPROPIEDAD LLAMADA CARGA ELÉCTRICA

Mediante la cual se repelen entre sí o se atraen unos aotros.


LA CARGA DEL ELECTRON SE IDENTIFICA CON

UN SIGNO MENOS ( - )

LA CARGA DEL PROTON SE IDENTIFICA CON

EL SIGNO MAS ( + )

Cuando un cuerpo tiene:

exceso de electrones → electrizado negativamente

defecto de electrones → electrizado positivamente

QUANTUM BASICO: Carga mas pequeña que se

conoce es la de un electrón (protón), Las demás son

múltiplos enteros de ésta (carga esta cuantizada)


En todos los procesos esta presente “LEY DE

CONSERVACION DE LA CARGA

ELECTRICA”:

LA CARGA ELECTRICA TOTAL DEL

UNIVERSO ES CONSTANTE

Hay que interpretar en sentido algebraico de la

conservación de la carga eléctrica, lo que se

conserva es la suma algebraica de las cargas

positivas y negativas


ctenegativasascpositivasasc argarg

¿COMO SE ELECTRIZA UN CUERPO?

FROTAMIENTO: Cuando se frotan dos

materiales


CONTACTO: Cuando un cuerpo previamente

cargado o electrizado se pone en contacto con

uno descargado.


INDUCCION: Se produce una separación de sus cargas

(Inducción por influencia, las cargas en los extremos se

denominan cargas inducidas y al que produjo la separación

cuerpo inductor. La carga del conductor es de clase contraria

a la del inductor.


FUERZA DE ATRACCION: Aquella que se aplican mutuamente

dos cargas de diferente signo

+ -

1 2

FUERZA DE REPULSION: Aquella que se aplican mutuamente

dos cargas de mismo signo

+ +

1 2


L

E

Y

D

E

C

O

U

L

O

M

B

La fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos

partículas cargadas es directamente proporcional al

producto de ellas e inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia que las separa.

2

21

r

qqF


F

F

q1

q2r

L

E

Y

D

E

C

O

U

L

O

M

B

Las fuerzas calculadas pueden ser:

POSITIVAS: Si las cargas son del mismo signo

(repulsión)

NEGATIVAS: Si las cargas son de signo

contrario (atracción)

2

21

r

qqF


2

21

r

qqKF

UNIDAD de carga eléctrica: COULOMBIO (C)

Si decimos que un cuerpo posee una carga de 1C significa

que perdió o ganó 6,25X1018electrones

Carga positiva: cuando el cuerpo tiene 6,25X1018electrones

en defecto

Carga negativa: cuando el cuerpo tiene 6,25X1018electrones

en exceso

CONSTANTE DE PERMITIVIDAD EN EL VACIO

(ε0)

Si el medio no es el vacío por ejemplo aire

k es la constante dieléctrica

2

21

00 4

1

4

1

r

qqFK

0

0

k


VALOR DE LAS CONSTANTES

CabCoabcoulombi

CXstCbiostatcoulom

CpC

CC

Nm

CX

mmKgXm

KgXm

CXe

XC

NmXK

epp

e

10)(1

10336,3)(1

101

101

1085,8

18361067,1

1011,9

10602,1

)1098742,8(109

10

12

6

2

212

0

27

31

19

9

2

29


CAMPO ELECTRICO

Existe un CAMPO ELECTRICO, en un punto cualquiera del

espacio, si al colocar en este punto de referencia, un cuerpo

cargado, que se denomina carga de prueba, éste se ve sometido

a la acción de una fuerza de origen eléctrico.

INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO EN UN PUNTO

Es la fuerza con la que la carga que crea el campo es capaz de

atraer o repeler a la unidad de carga positiva, puesta en el punto

en el cual se quiere medir la acción.

Origen: El punto en el cual se esta midiendo el valor de la intensidad

Dirección: Misma de la línea carga-punto

Sentido: En el que tendería a moverse la carga de prueba una vez

situado en el punto

Módulo: El valor dado por la expresión:


Cuando el campo esta creado por varias cargas puntuales:


2

0

2

0 4

1

r

Q

r

KQ

Q

FE

n

i

int EEEEEE1

321 ...

n

i

i

i

in

i

i

i

i rr

Qr

r

QE

13

1 0

3

0

0

0

0

04

1

4

LINEAS DE FUERZA

Se construyen de tal forma que su dirección en cualquier puntocoincida con la dirección del vector campo en dicho punto.

CARACTERISTICAS:

Son continuas, siempre empiezan en una carga positiva yterminan en una negativa, de no ser así se alejan al infinito

Nunca se pueden cortar o cruzarse debido a que en cadapunto del espacio existe solamente un campo

La tangente a esta línea en un punto da la dirección delcampo eléctrico en ese punto

El número de líneas por unidad de área que pasan por unasuperficie perpendicular a las líneas , es proporcional a lamagnitud del campo eléctrico en ese punto


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