4.1.electricidad

UNIDAD 4
ELECTRICIDAD
4.1. CONCEPTOS GENERALES
4.2. CARGAS ELÉCTRICAS, LEY DE COULOMB
4.3. CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO
4.4. CONDENSADORES
4.5. CORRIENTE Y RESISTENCIA ELÉCTRICA
4.6. CIRCUITO ELÉCTRICO, LEYES DE
KIRCHHOFF

Dr. Segundo Morocho C. martes, 14 de febrero de 2012

CONCEPTOS GENERALES

La materia esta formada por átomos y moléculas, los
átomos tienen un núcleo en cuyo interior hay
protones y neutrones, alrededor de éste núcleo, en
varias órbitas giran los electrones.

CONDUCTORES ELECTRICOS: Electrones
situados en las órbitas más alejadas del núcleo no se
encuentran unidos a sus átomos y pueden moverse
libremente en el interior del cuerpo (electrones
libres).

AISLADORES O DIELECTRICOS: Electrones
firmemente unidos a sus átomos, o tienen electrones
libres en pocas cantidades.

ELECTRIZACION
Fenómeno que se produce por la transferencia de
electrones libres de un cuerpo a otro.
Materia aproximadamente neutra cuando no hay esta
transferencia (mismo número de protones y
electrones) equilibrio.
Rompe el equilibrio, los cuerpos presentan un exceso o
déficit de electrones y adquirirán la capacidad de
atraer o repeler cuerpos.

LOS ELECTRONES Y PROTONES POSEEN UNA
PROPIEDAD LLAMADA CARGA ELÉCTRICA
Mediante la cual se repelen entre sí o se atraen unos a
otros.

LA CARGA DEL ELECTRON SE IDENTIFICA CON
UN SIGNO MENOS ( - )
LA CARGA DEL PROTON SE IDENTIFICA CON
EL SIGNO MAS ( + )
Cuando un cuerpo tiene:
exceso de electrones → electrizado negativamente
defecto de electrones → electrizado positivamente

QUANTUM BASICO: Carga mas pequeña que se
conoce es la de un electrón (protón), Las demás son
múltiplos enteros de ésta (carga esta cuantizada)


En todos los procesos esta presente “LEY DE
CONSERVACION DE LA CARGA
ELECTRICA”:

LA CARGA ELECTRICA TOTAL DEL
UNIVERSO ES CONSTANTE

Hay que interpretar en sentido algebraico de la
conservación de la carga eléctrica, lo que se
conserva es la suma algebraica de las cargas
positivas y negativas
c arg as positivas c arg as negativas cte

¿COMO SE ELECTRIZA UN CUERPO?

FROTAMIENTO: Cuando se frotan dos
materiales


CONTACTO: Cuando un cuerpo previamente
cargado o electrizado se pone en contacto con
uno descargado.


INDUCCION: Se produce una separación de sus cargas
(Inducción por influencia, las cargas en los extremos se
denominan cargas inducidas y al que produjo la separación
cuerpo inductor. La carga del conductor es de clase contraria
a la del inductor.


FUERZA DE ATRACCION: Aquella que se aplican mutuamente
dos cargas de diferente signo

+ -

1 2

FUERZA DE REPULSION: Aquella que se aplican mutuamente
dos cargas de mismo signo

+ +

1 2


L La fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos
E partículas cargadas es directamente proporcional al
Y producto de ellas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa.
D
E F
q1
C
O
U r q2
L
O
M F
B q1q 2
F
r2

L q1q 2
F
E r2
Y
q1q2
F K 2
D r
E

C
Las fuerzas calculadas pueden ser:
O
U  POSITIVAS: Si las cargas son del mismo signo
L (repulsión)
O  NEGATIVAS: Si las cargas son de signo
M contrario (atracción)
B

UNIDAD de carga eléctrica: COULOMBIO (C)
 Si decimos que un cuerpo posee una carga de 1C significa
que perdió o ganó 6,25X1018electrones
 Carga positiva: cuando el cuerpo tiene 6,25X1018electrones
en defecto
 Carga negativa: cuando el cuerpo tiene 6,25X1018electrones
en exceso
CONSTANTE DE PERMITIVIDAD EN EL VACIO
(ε0) 1 1 q1 q 2
K F
4 0 4 0 r2

Si el medio no es el vacío por ejemplo aire
0

k 0
k es la constante dieléctrica

VALOR DE LAS CONSTANTES
Nm 2
K 9 X 109 (8,98742X 109 )
C2
e 1,602 X 10 19 C
31
me 9,11X 10 Kg
27
mp 1,67 X 10 Kg mp 1836me
12 C2
0 8,85 X 10
Nm 2
1 C 10 6 C
12
1 pC 10 C
10
1statcoulombio( stC ) 3,336 X 10 C
1abcoulombio(abC ) 10C

CAMPO ELECTRICO
Existe un CAMPO ELECTRICO, en un punto cualquiera del
espacio, si al colocar en este punto de referencia, un cuerpo
cargado, que se denomina carga de prueba, éste se ve sometido
a la acción de una fuerza de origen eléctrico.

INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO EN UN PUNTO
Es la fuerza con la que la carga que crea el campo es capaz de
atraer o repeler a la unidad de carga positiva, puesta en el punto
en el cual se quiere medir la acción.
 Origen: El punto en el cual se esta midiendo el valor de la intensidad
 Dirección: Misma de la línea carga-punto
 Sentido: En el que tendería a moverse la carga de prueba una vez
situado en el punto
 Módulo: El valor dado por la expresión:



 F KQ 1 Q
E
Q0 r2 4 0 r2

Cuando el campo esta creado por varias cargas puntuales:

     n 
Et E1 E2 E3 ... En Ei
i 1

 n
Qi  1 n
Qi 
E r
3 i0
r
3 i0
i 1 4 0ri0 4 0 i 1 ri0


LINEAS DE FUERZA

Se construyen de tal forma que su dirección en cualquier punto
coincida con la dirección del vector campo en dicho punto.

CARACTERISTICAS:
 Son continuas, siempre empiezan en una carga positiva y
terminan en una negativa, de no ser así se alejan al infinito
 Nunca se pueden cortar o cruzarse debido a que en cada
punto del espacio existe solamente un campo
 La tangente a esta línea en un punto da la dirección del
campo eléctrico en ese punto
 El número de líneas por unidad de área que pasan por una
superficie perpendicular a las líneas , es proporcional a la
magnitud del campo eléctrico en ese punto


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