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ELECTROSTÁTICA
CONCEPTOS BÁSICOS.
Benjamín Franklin haciendo
un experimento con un rayo,
que no es otra cosa que un
fenómeno electrostático
macroscópico.
 ELECTROSTÁTICA es la rama de la Física que estudia los
efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como
consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de
las cargas eléctricas en reposo.
 ELECTRICIDAD: es el conjunto de fenómenos físicos
relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.
Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como
los rayos, la electricidad estática, la inducción
electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. La
electricidad es una forma de energía tan versátil que
tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo:
transporte, climatización, iluminación y computación.
 ELECTRIZACIÓN: efecto de ganar o perder cargas
eléctricas, normalmente electrones, producido por un
cuerpo eléctricamente neutro.
CARGAS ELÉCTRICAS
La carga eléctrica es una magnitud física característica de los fenómenos
eléctricos. La carga eléctrica es una propiedad de los cuerpos. Cualquier trozo
de materia puede adquirir carga eléctrica. Se pueden definir dos tipos de
cargas eléctricas:
1.- Carga positiva: Corresponde a la carga del protón.
2.- Carga negativa: Corresponde a la carga del electrón.
Las cargas eléctricas no se crean al frotar un cuerpo, sino que se trasladan.
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se
atraen.
CONDUCTORES Y AISLANTES
La electricidad es una forma de energía que se puede
trasmitir de un punto a otro. Todos los cuerpos presentan
esta característica, que es propia de las partículas que lo
forman, pero algunos la trasmiten mejor que otros.
Los cuerpos, según su capacidad de trasmisión de la
corriente eléctrica, son clasificados en conductores y
aisladores.
Conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la
electricidad. Entre éstos tenemos a los metales como el
cobre. En general, los metales son conductores de la
electricidad.
Aisladores o malos conductores, son los que no permiten el
paso de la corriente eléctrica, ejemplo: madera, plástico,
vidrio, cerámica, etc.
CONDUCTORES Y AISLANTES
CARGA POR CONTACTO
Se puede cargar un cuerpo con sólo
tocarlo con otro previamente cargado.
En este caso, ambos quedan con el
mismo tipo de carga, es decir, si toco un
cuerpo neutro con otro con carga
positiva, el primero también queda con
carga positiva.
CARGA POR INDUCCIÓN
La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto
directo. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a
otro cuerpo que está neutro. Cuando se acerca un cuerpo
electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción
eléctrica entre las cargas del primero y las del cuerpo neutro.
Como resultado de esta interacción, la distribución inicial se
altera: el cuerpo electrizado provoca el desplazamiento de los
electrones libres del cuerpo neutro.
POLARIZACIÓN DE LA CARGA
FUERZAS ENTRE CARGAS: La ley de Coulomb
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es
proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de
repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario".
En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada
una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra separadas por una
distancia r y se expresa en forma de ecuación como:
CAMPO ELÉCTRICO: Líneas de Fuerza
El campo eléctrico existe cuando
existe una carga y representa el
vínculo entre ésta y otra carga al
momento de determinar la
interacción entre ambas y las
fuerzas ejercidas. Tiene carácter
vectorial (campo vectorial) y se
representa por medio de líneas de
campo o de fuerza.
POTENCIAL ELÉCTRICO.
El potencial eléctrico en un punto, es el
trabajo que debe realizar un campo
electrostático para mover una carga
positiva q desde dicho punto hasta el
punto de referencia, dividido por unidad
de carga de prueba. Dicho de otra forma,
es el trabajo que debe realizar una fuerza
externa para traer una carga positiva
unitaria q desde el punto de referencia
hasta el punto considerado en contra de
la fuerza eléctrica a velocidad constante.
Matemáticamente se expresa por:
V= W/q
CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME.
Un campo eléctrico es
uniforme si en cualquier
punto del campo su
dirección e intensidad
es la misma.
APLICACIONES ELECTROSTÁTICAS.
Generador de Van der Graff
Blindaje electrostático
http://www.youtube.com/watch?v=edHtSH_yb88
LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es el
movimiento continuo y ordenado
de cargas eléctricas de un cuerpo
a otro.
FUENTES DE VOLTAJE
Todo dispositivo que genera una
diferencia de potencial se conoce
como: FUENTE DE VOLTAJE.
GENERADORES ELÉCTRICOS
La función de un generador es la
suministrar energía a los
electrones libres de un conductor
de tal modo que puedan recorrer
la conexión eléctrica.
MEDIDA DE LA CORRIENTE Y EL VOLTAJE
AMPERÍMETRO: mide la
intensidad de corriente que
circula por una conexión.
GALVANÓMETRO: indica la
presencia de corriente en una
conexión.
VOLTÍMETRO: mide la diferencia
de potencial o voltaje.
MULTÍMETRO: mide la corriente o
voltaje de una conexión.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
Se le denomina resistencia eléctrica
a la igualdad de oposición que tienen
los electrones al desplazarse a través
de un conductor. La unidad de
resistencia en el Sistema
Internacional es el ohmio, que se
representa con la letra griega omega
(Ω), en honor al físico alemán George
Ohm, quien descubrió el principio
que ahora lleva su nombre. La
resistencia está dada por la siguiente
fórmula:
LEY DE OHM
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que
circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la
diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la
resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la
siguiente fórmula o ecuación:
Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas ,
tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS: Resistencia
en Serie
Están conectadas una a
continuación de la otra.
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS: Resistencia
en Paralelo
• Las resistencias se encuentran
unidas en sus extremos.
CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los
extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante
que no varia con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los
receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que
la pila este gastada y tenga menos tensión).
La corriente Alterna es producida por los alternadores y es la que se genera en
las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente
alterna (enchufes).
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
• Se denomina circuito eléctrico al conjunto de elementos
eléctricos conectados entre sí que permiten generar,
transportar y utilizar la energía eléctrica con la finalidad de
transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo,
energía calorífica (estufa), energía lumínica (bombilla)
o energía mecánica (motor). Los elementos utilizados
para conseguirlo son los siguientes:
• Generador. Parte del circuito donde se produce la
electricidad, manteniendo una diferencia de tensión entre
sus extremos.
• Conductor. Hilo por donde circulan los electrones
impulsados por el generador.
• Resistencias. Elementos del circuito que se oponen al
paso de la corriente eléctrica.
• Interruptor. Elemento que permite abrir o cerrar el paso
de la corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no
circulan los electrones, y si está cerrado permite su paso.
LA ELECTRICIDAD EN CASA.
http://www.youtube.com/watch?v=hQquiHHyaI0
http://www.youtube.com/watch?v=G0P4LX1J0Yo