electricidad
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ELECTRICIDAD
LIC ERIC ARGANDOÑA
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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
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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CAMPO ELECTRICO
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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
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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.
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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.
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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
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Potencial eléctrico
• Unidad es el Votio, es energía potencial/unidad de carga eléctrica
• Voltio = Julio / culombio
• V = J/C
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INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO
• Es una magnitud física vectorial, que sirve para describir el campo eléctrico
• E = F • q
• Unidad : Newton/Coulumb = N/C
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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.
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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
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