Electricidad
LOS FENÓMENOS
ELÉCTRICOS COMO FUENTE
DE ENERGIA PARA LA VIDA
Introducción al estudio de la electricidad
En la cultura actual de nuestro mundo nos encontramos rodeados de aparatos eléctricos
de diversas clases, desde lámparas relojes de batería, hornos microondas, equipos de
audio, telefonía celular, robots, computadoras y mucho más. La electricidad se encuentra
en todas las actividades de la vida cotidiana de cualquier persona. La corriente eléctrica
que proporcionan los contactos eléctricos o las baterías se emplea para hacer funcionar un
sin número de aparatos. La electricidad es una forma de energía, ésta se puede
transformar de diferentes maneras, por ejemplo:
 Los focos y las lámparas fluorecentes, en iluminación.
 Los télefonos celulares, en comunicación.
 Los monitores y las pantallas, en imágenes en movimiento.
 Las bocinas, en sonido.
 Los motores eléctricos, en movimiento.
 Las computadoras, en informacion y datos.
Los calefactores, secadoras de pelo, hornos, etc., en calor
La iluminación
Los alimentos los
puedes mantener
frescos en el
refrigerador porque
necesitan de la
electricidad.
El agua potable
llega a tu casa
porque la
transportan
bombas por medio
de la electricidad
Los carros funcionan,
porque el sistema de
encendido es por
medio de electricidad
Computadora
funciona con
electricidad
La electricidad
Una propiedad física que se manifiesta por la atracción o repulsión entre
las partes de la materia
Se define como
Se origina por
La existencia de electrones con carga positiva y protones con carga negativa.
•La Electricidad.- es una propiedad física
de la materia. Consiste en aquella
interacción negativa o positiva existente
entre los protones y los electrones de la
materia.
La electricidad se
manifiesta de
dos formas
En reposo
En
movimiento Corriente eléctrica
Electricidad estática
La
electricidad
Luz
Calor
• ELECTROSTATICA
• Electrización y carga eléctrica
• Cuando se frotan la regla de plástico o el bolígrafo, adquieren la propiedad
de atraer cuerpos ligeros como el confeti o de desviar el chorrito de agua.
• Para explicar este fenómeno admitimos que la regla ha adquirido una
propiedad que denominamos carga eléctrica y decimos que se ha
electrizado.
• La electrización es el fenómeno por el cual ciertos materiales se cargan
eléctricamente al frotarlos fuertemente con otros.
• La Carga Eléctrica es aquella propiedad de determinadas partículas
subatómicas que se produce cuando se relacionan unas con otras,
esta interacción es electromagnética y se hace con las cargas positivas y
negativas de la partícula. Cualquier elemento considerado materia tiene un
conjunto de cargas, positivas, negativas y fraccionadas (Quarks), existe un
movimiento de las partículas que contiene este elemento y genera a su vez
un campo electromagnético que interactúa con su entorno, lo que lo rodea
también tiene electromagnetismo por lo que la interacción entre campos
es constante.
• Formas de Electrización
• El término electrizado es un sinónimo que se le asigna a un cuerpo cargado
eléctricamente, electrizar un cuerpo no es más que lograr el reacomodo de
los electrones que se encuentran en la superficie de un cuerpo haciéndolos
pasar a otros.
• Su estrechamiento o movilidad está estrechamente ligada al material del
que está constituido el objeto. Por ejemplo si el material del que se
compone el objeto es madera, vidrio, papel, plástico, o agua destilada, las
partículas cargadas no se desplazarán fácilmente por el objeto mas que en
la región que es sometida al proceso de electrización, ya que esos
materiales se consideran aislantes o malos conductores de la electricidad.
• Básicamente se conocen tres formas de electrización o procesos para
cargar eléctricamente un cuerpo: por frotamiento o fricción, por contacto o
conducción y por inducción.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR
FROTAMIENTO O FRICCIÓN
Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un
conductor se puede dar una transferencia de carga de un
cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente
si cedió electrones o negativamente si los ganó.
EJEMPLO Una mascada o pañuelo de seda contra un peine o
varilla de plástico, la mascada atrae electrones del material de
plástico, por lo que este último queda con una carga positiva,
mientras que la seda gana electrones y queda electrizada
negativamente debido al exceso de electrones que contiene
después del frotamiento.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR
CONDUCCIÓN O CONTACTO
• Es necesario que el cuerpo previamente electrizado entre en contacto
con un cuerpo neutro para que se lleve a cabo el proceso de
electrización por contacto o conducción. Esto sucede porque, al
entrar los cuerpos en contacto, los electrones se transfieren del
material que contiene un exceso de electrones al otro.
• La distribución uniforme de la carga en el material que originalmente
se encontraba en estado neutro dependerá mucho de que este sea un
buen conductor de la electricidad.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN
• Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo
que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a
un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre
las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de
esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas
con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan
a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga
neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en
algunas zonas está cargado positivamente y en otras
negativamente Decimos entonces que aparecen cargas
eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce
una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo
tanto lo atrae
Todo cuerpo se compone de átomos, cada uno de los cuales posee igual
número de electrones y protones.
Los electrones poseen una carga negativa, y los protones una carga
positiva. Estas cargas se contrarrestan unas a otras, para que el objeto
resulte neutro (no cargado).
Por lo tanto, 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.
*Pero al frotar, por
ejemplo, un peine o
peineta sobre un
chaleco los electrones
saltan del chaleco al
peine y éste se carga de
electricidad estática.
*El peine pasa a tener
más electrones que
protones y se carga
negativamente,
mientras que el chaleco
con más protones que
electrones, se carga
positivamente.
* En todos los fenómenos eléctricos que se originan en el
interior de un sistema aislado, vale la ley de conservación
de cargas , según la cual la suma de las cargas eléctricas
positivas menos la de las cargas negativas se mantiene
constante.
* La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb
(C), en honor a Charles Coulomb, y que corresponde a lo
siguiente:
* 1 Coulomb = 6,25x1018 electrones. Por lo que la carga del
electrón es de 1,6x10-19 C.
* Para lograr que un cuerpo quede cargado eléctricamente
requerimos que haya en él un exceso de uno de los dos tipos
de carga (+ o – ), lo cual podemos lograr haciendo uso de
diferentes procesos, como el frotamiento (ya visto en el
ejemplo del peine), el contacto y la inducción.
*
* Un segundo método de carga es por contacto, el cual
requiere "contacto" físico para que ocurra transferencia de
electrones además de la existencia de un cuerpo
previamente cargado. No es muy eficiente, ya que por
sucesivos toques al final la carga se va "terminando". Tiene
como característica fundamental que el cuerpo adquiere el
mismo signo del cuerpo que está inicialmente cargado.
*
*Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo
que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado (en la
figura de abajo el tubo con carga negativa) a un cuerpo neutro
(la esfera colgante), se establece una interacción eléctrica
entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
Como resultado de esta
relación, la
redistribución inicial se
ve alterada: las cargas
con signo opuesto a la
carga del cuerpo
electrizado se acercan a
éste.
Decimos entonces que
aparecen cargas eléctricas
inducidas. Entonces el
cuerpo electrizado induce
una carga con signo
contrario en el cuerpo
neutro y por lo tanto lo
atrae.
La cantidad de carga
La cantidad de carga (q) se puede definir en
términos del número de electrones, pero el Coulomb
(C) es una mejor unidad para trabajo posterior. La
siguiente puede ser una definición temporal:
Coulomb: 1 C = 6.25 x 1018 electrones
Esto significa que la carga en un solo electrón es:
1 electrón: e- = -1.6 x 10-19 C
Ley de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas
puntuales es directamente proporcional al producto
de las dos cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia entre ellas.
F
r
F
F
q
q q’
q’
- +
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  • 1.
    Electricidad LOS FENÓMENOS ELÉCTRICOS COMOFUENTE DE ENERGIA PARA LA VIDA
  • 2.
    Introducción al estudiode la electricidad En la cultura actual de nuestro mundo nos encontramos rodeados de aparatos eléctricos de diversas clases, desde lámparas relojes de batería, hornos microondas, equipos de audio, telefonía celular, robots, computadoras y mucho más. La electricidad se encuentra en todas las actividades de la vida cotidiana de cualquier persona. La corriente eléctrica que proporcionan los contactos eléctricos o las baterías se emplea para hacer funcionar un sin número de aparatos. La electricidad es una forma de energía, ésta se puede transformar de diferentes maneras, por ejemplo:  Los focos y las lámparas fluorecentes, en iluminación.  Los télefonos celulares, en comunicación.  Los monitores y las pantallas, en imágenes en movimiento.  Las bocinas, en sonido.  Los motores eléctricos, en movimiento.  Las computadoras, en informacion y datos. Los calefactores, secadoras de pelo, hornos, etc., en calor
  • 3.
    La iluminación Los alimentoslos puedes mantener frescos en el refrigerador porque necesitan de la electricidad. El agua potable llega a tu casa porque la transportan bombas por medio de la electricidad Los carros funcionan, porque el sistema de encendido es por medio de electricidad Computadora funciona con electricidad
  • 4.
    La electricidad Una propiedadfísica que se manifiesta por la atracción o repulsión entre las partes de la materia Se define como Se origina por La existencia de electrones con carga positiva y protones con carga negativa.
  • 5.
    •La Electricidad.- esuna propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia.
  • 8.
    La electricidad se manifiestade dos formas En reposo En movimiento Corriente eléctrica Electricidad estática
  • 9.
  • 10.
    • ELECTROSTATICA • Electrizacióny carga eléctrica • Cuando se frotan la regla de plástico o el bolígrafo, adquieren la propiedad de atraer cuerpos ligeros como el confeti o de desviar el chorrito de agua. • Para explicar este fenómeno admitimos que la regla ha adquirido una propiedad que denominamos carga eléctrica y decimos que se ha electrizado. • La electrización es el fenómeno por el cual ciertos materiales se cargan eléctricamente al frotarlos fuertemente con otros. • La Carga Eléctrica es aquella propiedad de determinadas partículas subatómicas que se produce cuando se relacionan unas con otras, esta interacción es electromagnética y se hace con las cargas positivas y negativas de la partícula. Cualquier elemento considerado materia tiene un conjunto de cargas, positivas, negativas y fraccionadas (Quarks), existe un movimiento de las partículas que contiene este elemento y genera a su vez un campo electromagnético que interactúa con su entorno, lo que lo rodea también tiene electromagnetismo por lo que la interacción entre campos es constante.
  • 11.
    • Formas deElectrización • El término electrizado es un sinónimo que se le asigna a un cuerpo cargado eléctricamente, electrizar un cuerpo no es más que lograr el reacomodo de los electrones que se encuentran en la superficie de un cuerpo haciéndolos pasar a otros. • Su estrechamiento o movilidad está estrechamente ligada al material del que está constituido el objeto. Por ejemplo si el material del que se compone el objeto es madera, vidrio, papel, plástico, o agua destilada, las partículas cargadas no se desplazarán fácilmente por el objeto mas que en la región que es sometida al proceso de electrización, ya que esos materiales se consideran aislantes o malos conductores de la electricidad. • Básicamente se conocen tres formas de electrización o procesos para cargar eléctricamente un cuerpo: por frotamiento o fricción, por contacto o conducción y por inducción.
  • 12.
    PROCESO DE ELECTRIZACIÓNPOR FROTAMIENTO O FRICCIÓN Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un conductor se puede dar una transferencia de carga de un cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente si cedió electrones o negativamente si los ganó. EJEMPLO Una mascada o pañuelo de seda contra un peine o varilla de plástico, la mascada atrae electrones del material de plástico, por lo que este último queda con una carga positiva, mientras que la seda gana electrones y queda electrizada negativamente debido al exceso de electrones que contiene después del frotamiento.
  • 13.
    PROCESO DE ELECTRIZACIÓNPOR CONDUCCIÓN O CONTACTO • Es necesario que el cuerpo previamente electrizado entre en contacto con un cuerpo neutro para que se lleve a cabo el proceso de electrización por contacto o conducción. Esto sucede porque, al entrar los cuerpos en contacto, los electrones se transfieren del material que contiene un exceso de electrones al otro. • La distribución uniforme de la carga en el material que originalmente se encontraba en estado neutro dependerá mucho de que este sea un buen conductor de la electricidad.
  • 14.
    PROCESO DE ELECTRIZACIÓNPOR INDUCCIÓN • Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae
  • 16.
    Todo cuerpo secompone de átomos, cada uno de los cuales posee igual número de electrones y protones. Los electrones poseen una carga negativa, y los protones una carga positiva. Estas cargas se contrarrestan unas a otras, para que el objeto resulte neutro (no cargado). Por lo tanto, 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.
  • 17.
    *Pero al frotar,por ejemplo, un peine o peineta sobre un chaleco los electrones saltan del chaleco al peine y éste se carga de electricidad estática. *El peine pasa a tener más electrones que protones y se carga negativamente, mientras que el chaleco con más protones que electrones, se carga positivamente.
  • 18.
    * En todoslos fenómenos eléctricos que se originan en el interior de un sistema aislado, vale la ley de conservación de cargas , según la cual la suma de las cargas eléctricas positivas menos la de las cargas negativas se mantiene constante. * La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb (C), en honor a Charles Coulomb, y que corresponde a lo siguiente: * 1 Coulomb = 6,25x1018 electrones. Por lo que la carga del electrón es de 1,6x10-19 C. * Para lograr que un cuerpo quede cargado eléctricamente requerimos que haya en él un exceso de uno de los dos tipos de carga (+ o – ), lo cual podemos lograr haciendo uso de diferentes procesos, como el frotamiento (ya visto en el ejemplo del peine), el contacto y la inducción.
  • 19.
    * * Un segundométodo de carga es por contacto, el cual requiere "contacto" físico para que ocurra transferencia de electrones además de la existencia de un cuerpo previamente cargado. No es muy eficiente, ya que por sucesivos toques al final la carga se va "terminando". Tiene como característica fundamental que el cuerpo adquiere el mismo signo del cuerpo que está inicialmente cargado.
  • 20.
    * *Un cuerpo cargadoeléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado (en la figura de abajo el tubo con carga negativa) a un cuerpo neutro (la esfera colgante), se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
  • 21.
    Como resultado deesta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
  • 22.
    La cantidad decarga La cantidad de carga (q) se puede definir en términos del número de electrones, pero el Coulomb (C) es una mejor unidad para trabajo posterior. La siguiente puede ser una definición temporal: Coulomb: 1 C = 6.25 x 1018 electrones Esto significa que la carga en un solo electrón es: 1 electrón: e- = -1.6 x 10-19 C
  • 23.
    Ley de Coulomb Lafuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. F r F F q q q’ q’ - + - -