Act 3 : Reconocimiento Unidad 1

RECONOCIENDO MATERIALES Y AFINES DE LA UNIDAD UNO

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TIENES DERECHO A DISFRUTARLA, APRENDER, CONSULTAR, COMPARTIR, BUSCAR, REALIMENTARTE. ¡Bienvenido(a)¡

En esta lección evaluativa (QUE CONSTA DE DIEZ PREGUNTAS para la cual no tienes un límite de tiempo), haremos una revisión amigable de los presaberes y contenidos de la primera unidad. Conviene que cuanto antes revises la primera unidad de tu módulo del curso y los temas relacionados, para que te tomes confianza y hagas un viaje tranquilo y ameno por los caminos maravillosos, seguros, prometedores y agradables de los campos electromagnéticos. Te deseamos (los integrantes de tu equipo de acompañamiento de la

UNAD) muchos éxitos en este viaje y que salgas muy animado y reconfortado al terminarlo. ¡Adelante¡

CAMPO ELÉCTRICO Y FUERZA ELÉCTRICA

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UNIDAD 1.

CAMPOS ELECTROSTÁTICOS, POTENCIAL ELÉCTRICO Y

CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA

El estudio de la interacción entre los cuerpos ha establecido la existencia de diversos tipos de campos en el ámbito de la física, entendiendo por campo una magnitud física que describe una variación sobre una región del espacio por efecto de la presencia de los cuerpos, este efecto puede ser no visible, pero si medible.

Tradicionalmente los tipos de campos bajo estudio han sido el gravitacional, el eléctrico y el magnético, sin embargo, este concepto se ha extendido a otras magnitudes con el fin de describirlas, entre ellas están las variaciones de

temperatura, las tensiones mecánicas en un cuerpo, la propagación de ondas, entre otras.

En este capítulo se presentan los conceptos básicos relacionados con el campo eléctrico, el cual es el principio de la electrostática. Las aplicaciones de la electrostática están presentes en la vida moderna, como es en equipos médicos de rayos X, electrocardiogramas y electroencefalogramas, en dispositivos electrónicos como condensadores y transistores, en equipos asociados a computadoras como pantallas sensibles al tacto, pantallas de cristal líquido e impresoras electrostáticas, en equipos de protección como los pararrayos, en aplicaciones industriales como la pintura electrostática, recubrimientos químicos como la galvanoplastia, entre muchas otras aplicaciones. Sin lugar a dudas, el estudio de la electrostática es un campo interesante y de actualidad tecnológica, que es la base para estudios posteriores de equipos y sistemas más complejos.

Las cargas eléctricas no requieren de un medio material para influir entre ellas, por lo que las fuerzas que se presentan se consideran de acción a distancia. Para poder describir los efectos de esas fuerzas se estudia el concepto del campo eléctrico, y en primer término el de carga eléctrica.

<!--[if !supportLists]-->1.1<!--[endif]-->Carga eléctrica.

El concepto de campo eléctrico surge como la explicación de la interacción entre cargas eléctricas, sin necesidad de un contacto físico ni de un medio para dicha interacción.

La carga eléctrica es un concepto fundamental y que se aplica ante la existencia de fuerzas susceptibles de ser medidas experimentalmente. La carga tiene dos formas conocidas como son:

<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->Carga positiva (+).

<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->Carga negativa (-).

Estos dos tipos de carga fueron determinados por Benjamín Franklin (1706 - 1790), quien a través de sus observaciones determinó que cargas similares se repelen entre sí y cargas opuestas se atraen entre sí.

Si se suspende una barra dura de caucho que se ha frotado con un paño y se le acerca una barra de cristal que igualmente se ha frotado con seda, las dos barras se atraerán entre sí. De manera similar, si se acercan dos barras de caucho (o dos de cristal) cargadas, ambas se repelerán.

La carga eléctrica en un cuerpo, se puede presentar en su exterior, en su interior o dentro de una superficie cerrada, constituyendo una forma cualitativa de exceso de electricidad respecto a la presente en otro cuerpo o superficie.

La electricidad es una de las siete cantidades fundamentales, las que han sido adoptadas por la General Conference on Weights and Measures (Junta General de Pesas y Medidas) y son aquellas cantidades que no se derivan de ninguna otra.Las unidades de estas cantidades fundamentales son las creadas por el Sistema Internacional (SI), se basan en el sistema mksa (metro-kilogramo-segundo-amperio) y han sido adoptadas por las entidades normativas a nivel mundial, entre las que se pueden mencionar la IEC, el ANSI y el IEEE.

La unidad correspondiente a la cuantificación de la carga eléctrica es el Coulomb (C), el cual es una unidad derivada en el Sistema Internacional, es decir, que se expresa en términos de las cantidades fundamentales.

1 Coulomb equivale aproximadamente a 6 x 1018 electrones, mientras que la carga de un electrón en coulombios es:

1e = -1,6019 x 10-19

<!--[if !supportLists]-->1.2<!--[endif]-->La Ley de Coulomb y la intensidad de campo.

Charles Coulomb (1736 – 1806) midió las magnitudes de las fuerzas que experimentaban cuerpos cargados eléctricamente, mediante un dispositivo denominado Balanza de Torsión y que él mismo desarrolló.

Las mediciones de Coulomb permitieron concluir lo siguiente:

<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->La fuerza eléctrica entre dos pequeñas esferas cargadas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, es decir:

F <V:SHAPEid="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" style='width:18pt;height:30.75pt'

o:ole="">o:title=""/><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->La fuerza eléctrica experimentada por dos partículas cargadas es proporcional al producto de la magnitud de cargas de las partículas, o sea:

Fq1 . q2

<V:SHAPEid="_x0000_i1027" type="#_x0000_t75" style='width:155.25pt;height:207.75pt'>

o:title="IMAGEN4"/><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->La fuerza eléctrica es de atracción si los signos de las cargas son opuestos o de repulsión si los signos son iguales, lo cual se puede representar así:

A partir de esas conclusiones experimentales, Coulomb expresó la ley que lleva su apellido, la cual se puede representar con la siguiente ecuación:

F = k q1 * q2 / r2

Donde:

F = fuerza eléctrica entre las cargas, [N].

q1,q2 = magnitudes de las cargas eléctricas bajo consideración, [C].

r = distancia de separación entre las cargas, [m].

k = constante de proporcionalidad.

Las unidades aplicadas son las correspondientes al SI (Sistema Internacional).La constante k se deriva de la siguiente expresión:

k = 1 / ( 4 pi o)

La intensidad del campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga eléctrica y sus unidades son simplemente: N / C (Newton / coulombio).

La diferenciación entre cargas positivas y negativas, fue el producto de un trabajo sistemático y convincente de uno de los siguientes investigadores:

NewtonGilbertGalileoFranklin

De la siguiente lista de términos marca convincentemente el tema o las palabras que no están relacionados directamente con el contenido o el trabajo de la unidad uno del módulo de "Electromagnetismo":

CondensadoresCargas eléctricasResistenciasCampo magnético

El nombre de la unidad uno del módulo de "Electromagnetismo" que ya

estás recorriendo y disfrutando recibe el nombre de:

Campo eléctrico, flujo y potencial eléctricosCampo eléctrico y campo magnéticoCampo magnético y antenasCampo magnético y antenas

La ley que regula el comportamiento de la fuerza eléctrica que se presenta cuando dos cargas eléctricas interaccionan entre sí fue publicada hace rato por:

KeplerCoulombNewtonFranklin

La fuerza eléctrica que experimentan dos cargas eléctricas entre sí no posee una y solo una de las características siguientes:

es centralgenera caloratractiva o repulsivaconservativa

Si la distancia entre dos cargas eléctricas se duplica entonces podemos afirmar que el valor de la fuerza eléctrica entre ellas:

disminuye a la cuarta partedisminuye a la mitadse duplicase cuadruplica

La fuerza eléctrica que se presenta entre dos cargas eléctricas es una fuerza especial de la naturaleza que depende de los siguientes parámetros excepto de:

el valor de las cargas eléctricasla distancia entre ellasla constante dieléctrica del medio material donde estánel número de electrones

Si cada carga eléctrica se duplicara permaneciendo los demás parámetros constantes (medio material, distancia), entonces podemos decir que el valor de la fuerza eléctrica entre ellas:

se duplicase cuadruplicase reduce a la mitadse reduce a la cuarta parte

VERDADERO porque F = k * q * q / (R * R) Y AHORA F´= k * ( 2q * 2q) / (R * R)= 4 F

La electrostática, es la parte de la física que se interesa por estudiar fundamentalmente las cargas eléctricas

presentes en el trabajo de las antenasen equilibrioaceleradasubicadas en un dipolo magnético

La fuerza eléctrica por unidad de carga eléctrica define una cantidad vectorial muy importante en la naturaleza cuyo nombre es:

campo magnético

campo gravitacional

campo eléctrico

inducción electromagnética