electricidad

ELECTRICIDAD

LIC ERIC ARGANDOÑA

1. INTRODUCCIÓN HISTÓRICA

• Gilbert (1540-1603) descubrió que la electrificación era un fenómeno de carácter general.

• En 1729, Stephen Gray demuestra que la electricidad tiene existencia por sí misma y no es una propiedad impuesta al cuerpo por rozamiento

• Franklin (1706-1790) demuestra que existen dos tipos de electricidad a las que llamó positiva y negativa

• Coulomb (1736-1806) encontró la ley que expresa la fuerza que aparece entre cargas eléctricas

INTRODUCCIÓN HISTÓRICA

• En 1820 Oersted observó una relación entre electricidad y magnetismo consistente en que cuando colocaba la aguja de una brújula cerca de un alambre por el que circulaba corriente, ésta experimentaba una desviación. Así nació el Electromagnetismo

• Faraday (1791-1867) introdujo el concepto de Campo Eléctrico.

• Maxwell (1831-1879) estableció las Leyes del Electromagnetismo, las cuales juegan el mismo papel en éste área que las Leyes de Newton en Mecánica.

ELECTRICIDAD• Forma de energía creada por la actividad de los

electrones y otras partículas subatómicas en movimiento.

• Fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros

ELECTROSTATICA

• Cargas eléctricas pueden ser positivas (protones) o negativas ( Electrones)

• Las cargas eléctricas asociadas a un electrón y a un protón tienen la misma magnitud pero signos opuestos.

• Protones ubicados dentro del núcleo del átomo y no pueden moverse libremente

• Electrostática es el estudio de cargas eléctricas estacionarias

CARGA ELECTROSTATICA

• Unidad mas pequeña de carga es el electrón

• Unidad fundamental de carga eléctrica es el Coulomb (C)

• 1c = 6,3 x 1018 cargas del electrón

Características de la carga

• Dualidad de la carga: Todas las partículas cargadas pueden dividirse en positivas y negativas, de forma que las de un mismo signo se repelen mientras que las de signo contrario se atraen

• Conservación de la carga: En cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado se conserva. Es decir, la suma algebraica de cargas positivas y negativas presente en cierto instante no varía.

Características de la carga

• Cuantización de la carga: La carga eléctrica siempre se presenta como un múltiplo entero de una carga fundamental, que es la del electrón

CAMPO ELECTRICO

• Asociado a cada carga eléctrica

• Apunta hacia fuera de las cargas positivas y hacia dentro de las cargas negativas

• Partículas no cargadas eléctricamente no tienen campo eléctrico

CAMPO ELECTRICO

• Cargas diferentes se atraen, cargas iguales se repelen

• La fuerza de atracción o repulsión se debe al campo eléctrico, esto se llama fuerza electrostática

• Líneas de fuerza ejercidas por parte de los electrodos sobre los iones con carga en los tejidos que provocan que las partículas cargadas se desplacen de un polo a otro

CAMPO ELECTRICO

LEY DE COULOMB

• La fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra está dirigida a lo largo de la línea que las une. Es repulsiva si las cargas tienen el mismo signo y atractiva si tienen signos opuestos. La fuerza varía inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas y es proporcional al valor de cada una de ellas

LEY DE COULOMB• Matemáticamente esta ley se expresa como:• F = k q1q2

• ________• r2

• donde F = fuerza de atracción o repulsión entre las cargas en Newtons o dinas.

• k = constante cuyo valor es de 9 x 109 Nm2/C2 q1 y q2= cargas 1 y 2 en Coulombs.

• r = distancia que existe entre las cargas en metros o en centímetros.

LEY DE COULOMB

• La fuerza de repulsión tendrá un signo positivo, si las cargas tienen signos iguales (2 cargas positivas o dos negativas) de acuerdo a la regla de los signos de la multiplicación.

• La fuerza de atracción tendrá signo negativo, si las cargas tienen signo diferente, también por la regla de la multiplicación.

Potencial eléctrico

• El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba

• Es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica

• V = W / q • V = Kq/d

Potencial eléctrico

• Unidad es el Votio, es energía potencial/unidad de carga eléctrica

• Voltio = Julio / culombio

• V = J/C

INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO

• Es una magnitud física vectorial, que sirve para describir el campo eléctrico

• E = F • q

• Unidad : Newton/Coulumb = N/C

Diferencia de potencial

• Considérese una carga de prueba positiva en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como:

• voltio = 1 joule/coulomb.

Capacidad Electrica

• La capacidad eléctrica nos señala la proporción en que varia el potencial de dicho cuerpo cuando gana o pierde carga eléctrica

• C = Q/v Donde C = Capacidad eléctrica• Q = Carga eléctrica • V = Potencial • Unidad: Faradio = Coulomb / Voltio