Electricidad: Es la parte de la física que estudia los fenómenos producidos por las cargas eléctricas.

Transcripción

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2 Electricidad: Es la parte de la física que estudia los fenómenos producidos por las cargas eléctricas. Electrostática: Cargas eléctricas en reposo. Electrocinética: Cargas eléctricas en movimiento (corriente eléctrica) Electromagnetismo: Estudia las relaciones entre las cargas eléctricas y los fenómenos magnéticos.

3 Electrostática 1. Cargas eléctricas. 2. Clases de cargas eléctricas. 3. Electrización de los cuerpos. 4. Electroscopio 5. Conductores y Aisladores. 6. Conexión a tierra. 7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas. 8. Ley Cuantitativa o Ley de Coulomb.

4 1. Carga eléctrica (q) : Es una propiedad fundamental y característica de muchas de las partículas elementales que forman la materia.

5 1. Carga eléctrica (q) : De hecho toda la materia esta compuesta fundamentalment e de protones, neutrones y electrones y dos de estas partículas tienen carga.

6 1. Carga eléctrica (q) : Cuando decimos que un objeto esta cargado, lo que queremos decir es que el número de electrones es diferente al número de protones; así entendemos que un cuerpo esta cargado positivamente cuando tiene una deficiencia de electrones. Según el principio de la carga eléctrica, esta no puede crearse ni destruirse, solo transferirse

7 2. Clases: a) Carga eléctrica neutra: Un cuerpo es eléctricamente NEUTRO cuando la suma de las cargas positivas es igual a la suma de las cargas negativas. También se le llama cuerpo descargado

8 2. Clases: b) Carga eléctrica positiva o vítrea: Un cuerpo queda cargado positivamente cuando pierde electrones, es decir el cuerpo queda con más protones (+). En la práctica es la que aparece en una barra de vidrio al ser frotada con la seda. Cuerpo descargado (vidrio) Tela de seda descargada

9 b) Carga eléctrica positiva o vítrea: La barra de vidrio pierde electrones... Observa

10 b) Carga eléctrica positiva o vítrea: Vidrio cargado positivamente porque pierde electrones (-) después de ser frotado por una tela de seda. La tela de seda gana electrones.

11 2. Clases: c) Carga eléctrica negativa o resinosa: Un cuerpo adquiere carga negativa cuando gana electrones de alguna fuente exterior; es decir, queda con un exceso de electrones. En la práctica es la que aparece en una barra de resina (o plástico/ebonita) al ser frotada con una tela de lana; esto se debe a que los electrones de la lana han pasado a la barra de resina quedando ésta con carga negativa. Cuerpo descargado (lana) Barra de resina descargada

12 c) Carga eléctrica negativa o resinosa: La barra de resina gana electrones... Observa

13 c) Carga eléctrica negativa o resinosa: Resina cargada negativamente, porque gana electrones, después de ser frotado con la lana La tela de lana ha cedido electrones a la resina

14 Un cuerpo adquiere carga eléctrica cuando gana o pierde electrones

15 3. Electrización de los cuerpos Todos los átomos y por consiguiente, todos los cuerpos en estado natural tienen igual cantidad de electrones que de protones; para cargarlos eléctricamente bastará con alterar el número de cualquiera de ellos, aunque a decir verdad, es más fácil alterar a los primeros, pues los segundos se encuentran firmemente sumergidos en el núcleo atómico. Así pues surgen tres métodos paracargasr eléctricamente a los cuerpos, y ellos son: a) Frotamiento b) Contacto c) Inducción ( o influencia)

16 3. Electrización de los cuerpos a) Frotamiento Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz.

17 a) Frotamiento

18 a) Frotamiento

19 3. Electrización de los cuerpos b) 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. La electrización de contacto se exalta intensificando éste por frotamiento y es tanto más evidente cuanto más aislante es uno de los materiales

20 3. Electrización de los cuerpos Electrización por contacto

21 Electrización por contacto

22 b) Electrización por contacto

23 3. Electrización de los cuerpos c) Inducción ( o influencia) Se trata de un procedimiento mediante el cual un material es capaz de comunicar una carga de sentido opuesto sin que se altere su propia carga. El objeto cargado se denomina inductor y las cargas producidas reciben el nombre de cargas inducidas.

24 3. Electrización de los cuerpos Primeramente, precisemos dos términos: Inducción y Polarización (Acción a distancia) (Separación de las cargas)

25 Electrización por Inducción. 1º Escena. Hay un cuerpo conductor neutro. 2º Escena. Se aproxima por la izquierda un cuerpo electrizado (inductor).el cuerpo se polariza 3º Escena. Se conecta y desconecta a Tierra el cuerpo (por la derecha) 4º Escena. Se retira el cuerpo inductor. El cuerpo inicial queda electrizado

26 4. Electroscopio El electroscopio es un instrumento que está esencialmente constituido por dos hojas de metal u otro material que se ubican dentro de un vaso o recipiente transparente, y que son conectadas al exterior por un elemento metálico.

27 4. Electroscopio Un objeto cargado eléctricamente que se acerca o toca un electroscopio produce una separación de las hojas. De este modo, el electroscopio permite averiguar si un objeto está o no cargado de electricidad estática.

28 4. Electroscopio Estructura Este dibujo esquemático muestra las partes básicas del dispositivo: (a) y (a_) son láminas metálicas delgadas colgadas de un soporte metálico (b); (c) es un recipiente de vidrio, y (d) es una bola que recoge las cargas eléctricas. Las cargas (positivas o negativas) se conducen hasta las láminas a través del soporte metálico. Como las cargas iguales se repelen, las láminas se separan. La cantidad de carga se calcula midiendo la distancia entre las láminas.

29 Tú puedes construirte un electroscopio y experimentar con él. Solamente necesitas tener un alambre (puede ser un clip), un vaso de plástico transparente o una botella de bebida, dos trocitos de papel, imaginación y ganas de hacerlo.

30 5. Conductores y Aisladores Cuerpo al cual se le colocan cargas en la zona que se indica Posibles comporta -miento Las cargas permanecen en el lugar en que se las coloco Las cargas se distribuyen en la periferia de todo el cuerpo. Nombre: AISLADOR CONDUCTOR

31 5. Conductores y Aisladores Conductor electrizado Nota que en los conductores, el exceso de carga eléctrica se distribuye en los límites del cuerpo

32 5. Conductores y Aisladores (Conceptos Relativos) En general, podemos decir que, bajo determinadas condiciones, todos los materiales son, en alguna medida, CONDUCTORES. Cuando veamos esto desde el punto de vista cuantitativo, podremos asignarle a cada material un número que exprese su capacidad de conducción. De momento digamos que los materiales, desde este punto de vista, se distribuyen del modo siguiente: Cerámica, H 2 O Silicio, Selenio, Germanio Gomas Al, Cu, Au Aisladores o malos conductores Semi conductores Conductores

33 5. Conductores y Aisladores (Conceptos Relativos) Ciertos objetos que comúnmente consideramos aisladores, en ciertas condiciones son conductores + H 2 O

34 5. Conductores y Aisladores (Conceptos Relativos) NaCl + H 2 O

35 6. Conexión a Tierra Sea un cuerpo A electrizado y B neutro e infinitamente grande en relación al primero. Ambos conductores. Antes del contacto A B Después del contacto A B

36 6. Conexión a Tierra (Importancia) Contar con un servicio eléctrico brinda a las familias comodidad; pero el usuario, por su seguridad debe contar con una medida de protección indispensable que es la conexión a tierra. La construcción de las diferentes edificaciones: residenciales, comerciales e industriales implica necesariamente la instalación de una conexión a tierra. Así lo dispone la ley para garantizar a los usuarios su seguridad. Seguridad para las personas

37 6. Conexión a Tierra En viviendas: refrigeradoras, congeladoras y equipos de aire acondicionado; lavadoras y secadoras de ropa, lavaplatos, bombas de sumidero y equipos eléctricos de acuarios; herramientas de mano accionados por motores; artefactos accionados por motor de los tipos siguientes: podadores de arbusto, cortador de césped y limpiadores; lámparas portátiles de mano. Excepción: Las herramientas y artefactos registrados, protegidos por un sistema de aislamiento doble o su equivalente, no necesitarán ser puestos a tierra. Donde se empleen tales sistemas, los equipos deberán llevar marcas distintivas.

38 6. Conexión a Tierra Las normas en relación a la puesta a tierra fueron dadas en el Código Nacional de Electricidad, formulado por el Ministerio de Energía y Minas, a través de la Dirección General de Electricidad mediante Decreto Ley # ,

39 6. Conexión a Tierra Las fallas en los aparatos eléctricos son peligrosos y suceden en forma imprevista y casual. Cuando la falla no encuentra una conexión a tierra, la corriente eléctrica retorna a la fuente de suministro, pasando por el artefacto eléctrico y dañandolo e incluso a través de la persona electrocutándolo.

40 7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas Las partículas con cargas del mismo signo se repelen y de signos diferentes se atraen.

41 7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas Las partículas con cargas de signos diferentes se atraen. Las partículas con cargas del mismo signo se repelen.

42 7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas Estas fuerzas eléctricas de atracción y repulsión, obedecen a la tercera ley de Newton. Las fuerzas actúan en cuerpos diferentes con igual intensidad o módulo, pero sentidos opuestos.

43 8. Ley Cuantitativa de las cargas eléctricas o Ley de Coulomb La Ley de Coulomb para dos cargas puntuales puede formularse del siguiente modo: El módulo de la fuerza de atracción o repulsión eléctrica es directamente proporcional al producto de las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La constante K, en unidades internacionales tiene el valor de

44 8. Ley Cuantitativa de las cargas eléctricas o Ley de Coulomb La ley de Coulomb es en honor a Charles Augustin de Coulomb ( ).