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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática ELECTROMAGNETISMO ESTADO SÓLIDO I TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 1: Medición de resistencias y tensiones GRUPO 4A PROFESOR: Cingolani, Enrique y Vallhonrat, Carlos SEDE: Sede Centro CURSO: 4° “A” TURNO: Noche ALUMNOS: Franco, Carlos Franchi, Sabrina Gimenez, Martin Dorrego, Fiorella AÑO: 2013 GRUPO 4A 1] Se ha señalado que la ley de Coulomb y la ley de Gravitación Universal de Newton son similares. Señale cuáles son las diferencias. Busque y compare los valores de ambas constantes. La Ley de gravitación universal de Newton es una fuerza de atracción que ocurre entre dos masas. En cambio las fuerzas eléctricas pueden ser de atracción o repulsión y responden a la ley de Colulomb Ambas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia En la ley de Newton la fuerza es directamente proporcional al producto de las masas En el segundo caso la ley es directamente proporcional al producto de las cargas. 2] Se electrifica una barra de plástico frotándola con lana. ¿Se habrá cargado también la lana? ¿Qué principio fundamental está asociado con este proceso? Hay transferencia de electrones, si un cuerpo recibe electrones adquiere carga negativa cuando los cedo adquiere carga positiva. A) SI B) Principio de conservación de la energía A partir del conocimiento que tenemos de la estructura de la materia, podemos explicar la carga de los cuerpos por la transferencia de electrones de uno a otro. Los electrones son, en efecto, las únicas partículas cargadas que pueden cederse o aceptarse sin modificar lo fundamental de la estructura del cuerpo sólido. El hecho de frotar un cuerpo contra otro, provocaría un íntimo contacto entre ellos y proveería la energía necesaria para desprender electrones de la capa de valencia, los que podrían migrar hacia el que presentara mayor afinidad. Lógicamente el cuerpo que pierde electrones, siendo originalmente neutro, adquirirá carga positiva y lo contrario para el otro. 4] En todos los puntos de cierta región del espacio se encuentra que se cumple lo siguiente: Una carga positiva de 10 µC recibe una fuerza hacia arriba de 50 N y una carga negativa de 6 µC recibe una fuerza hacia abajo de 30 N. a) ¿Qué conclusiones podrían sacarse sobre la existencia, o no, en dicha región de un campo eléctrico y qué características tendría? b)¿Qué trabajo habría que realizar sobre la primer carga para: b1) Impedir que sea desplazada por la fuerza actuante. b.2) Desplazarla 2 m hacia abajo. b.3) Desplazarla un metro hacia la izquierda. b.4) Desplazarla 3 m hacia arriba. c) ¿Cuál es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos separados por una distancia vertical de 0,5 m y horizontal de 1 m? d) ¿Cuál se encuentra a mayor potencial? a) ¿Qué conclusiones podrían sacarse sobre la existencia, o no, en dicha región de un campo eléctrico y qué características tendría? El campo eléctrico es uniforme, en todos lados da lo mismo. La intensidad del campo eléctrico es: E = F/q E = 50N / 10 µC = 50N / 10µC = 50N / 10*10^-6 C = 5N / 1*10^-6 C = 5*10^6 V/m E = -30N / -6µC = 5N / 1µC = 5N / 1*10^-6 C = 5*10^6 V/m b) ¿Qué trabajo habría que realizar sobre la primer carga para: b1) Impedir que sea desplazada por la fuerza actuante. Trabajo(W) = Fuerza(F) * desplazamiento(Δx) Trabajo = Fuerza N* 0m Trabajo = 0 Joule b.2) Desplazarla 2 m hacia abajo. W = F * Δx * α W = 50N * 2m * cos 180° W = 50N * 2m * -1 W = -100 Joule W = F * Δx * α W = 30N * 2m * cos 0° W = 30N * 2m * 1 W = 60 Joule b.3) Desplazarla un metro hacia la izquierda. W = F * Δx * α W = 50N * -1m * cos 90 W = 50N * -1m * 0 W = 0N m = 0J W = F * Δx * α W = 30N * -1m * cos 90 W = 30N * -1m * 0 W = 0N m = 0J b.4) Desplazarla 3 m hacia arriba. W = F * Δx * α W = 50N * 3m * cos 0° W = 50N * 3m * 1 W = 150Nm W = F * Δx * α W = 30N * 3m * cos 180° W = 30N * 3m * -1 W = -90Nm c) ¿Cuál es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos separados por una distancia vertical de 0,5 m y horizontal de 1 m? E=F Q E = 5*10^6N m Distancia de A0 = 0.5m Distancia de 0B = 1m Diferencia de potencial para campo constante Va0 = Lao/q = 50N * 0.5m * cos0°/ 10*10^-6C = 2.5 * 10^6 Nm/C = 2.5 * 10^6 volt Vob= 0 porque cos 90° = 0 Vab = Vb – Va Vab = V0b – V0a = 0 - = 2.5 * 10^6 volt = = -2.5 * 10^6 volt d) ¿Cuál se encuentra a mayor potencial? La carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial, representado en un grafico cartesiano, el punto más cercano al eje X. 5] En el campo eléctrico del ejercicio anterior, considere un punto cualquiera y una dirección arbitraria: - Referencia del punto (Ubicación Centro Dirección hacia arriba) b) Potencial eléctrico c) Relacionar los resultados obtenidos con la expresión E = - dV/dx. La relación que se puede encontrar es que el potencial eléctrico decrece en dirección donde el campo eléctrico aumenta La intensidad eléctrica en una dirección dada en cualquier punto en un campo eléctrico es el gradiente de potencial negativo en esa dirección en ese punto. 8] ¿Cuál de los siguientes procesos consiste en, o involucra a, una corriente eléctrica? a) La caída de un rayo. (Si) b) La “descarga” que recibimos a veces al bajar del auto los días secos. (Si) c) La circulación de agua por una cañería. (Recuerde que toda la materia está constituida por cargas eléctricas y además la molécula de agua es un dipolo eléctrico). (No) d) El bombardeo electrónico de la pantalla de un monitor o televisor. (Si)