Colegio De La Salle Laboratorio de Física. Ing. Renato Luna Siñani 1

Transcripción

1 Colegio De La Salle Laboratorio de Física Ing. Renato Luna Siñani 1

2 Ing. Renato Luna Siñani 2

3 Ing. Renato Luna Siñani 3

4 PIETER VAN MUSSCHENBROEK Descubrió la manera de almacenar cargas eléctricas al utilizar: Ing. Renato Luna Siñani 4

5 BENJAMIN FRANKLIN Observo que cuando un conductor de carga negativa termina en punta, los electrones se acumulan en esa región y por repulsión abandonan dicho extremo, fijándose en las moléculas de aire. Ing. Renato Luna Siñani 5

6 Utilizo lo antes descrito, para protección de edificios, mediante la construcción de pararrayos. Por medio de un pararrayos las descargas eléctricas que se producen en la atmosfera se disipan en el suelo Ing. Renato Luna Siñani 6

7 ALESSANDRO VOLTA Invento el electróforo: almacenaba y generaba electricidad estática. Ing. Renato Luna Siñani 7

8 William Gilbert ( ). Médico de Isabel I (1600)De Magnete Magneticisque Corporibus, et de magno Magnete Tellure (Sobre el magnetismo, los cuerpos magnéticos y el gran imán que es la Tierra), con dos siglos de vigencia. -Demostró la falsedad de creencias místicas -Polos Norte y Sur -Atracción y repulsión Ing. Renato Luna Siñani 8

9 Luigi Galvani ( ), Médico y fisiólogo. Bolonia: electricidad animal (1794): Dell uso e dell activitá dell arco conduttore nella contrazione dei muscoli El laboratorio de Galvani, dibujado en Se ilustran algunos de sus experimentos con ranas Alessandro Volta ( ), Físico. Pavía: electricidad metálica, pila (plata y zinc) galvanómetro, voltio (1800) Pila voltaica Carta a la Royal London Society. En 1801 demostración ante Napoleón y primer premio del Instituto de Francia Ing. Renato Luna Siñani 9

10 Charles Du Fay ( ) (1730) Electricidad -Vítrea o resinosa (positiva y negativa) -Repulsión y atracción -Fluidos Benjamin Franklin ( ) Filósofo, físico, inventor y político. Electricidad positiva y negativa (al revés) Rayo y pararrayos Horno de Franklin Fundador del cuerpo de bomberos, la biblioteca pública, la Universidad de Pensilvania (1751) Experimentos y observaciones sobre la electricidad Benjamin Franklin y su hijo experimentando con una Ing. Renato Luna Siñani 10 cometa durante una tormenta de rayos (1752)

11 La botella de Leyden (1745) Carga de una botella de Leyden El generador de van der Graaf (1929) Ing. Renato Luna Siñani 11

12 PIETER VAN MUSSCHENBROEK: Descubrió la manera de almacenar cargas eléctricas (botella Leyden). JOSEPH HENRY: Constructor del primer electroimán. TALES DE MILETO: frotar el ámbar con piel de gato, atrae cuerpos ligeros. CHARLES COULOMB: Invento la balanza de torsión (para medir fuerza de atracción y de repulsión). 600 a.c OTTO DE GUERICKE Construyo la primera máquina de eléctrica ALESSANDRO VOLTA: Invento el electróforo. GEORG OHM: Estableció la ley fundamental de las corrientes eléctricas. BENJAMIN FRANKLIN: Observo que cuando un conductor negativo termina en punta, los electrones se acumulan en el mismo. Ing. Renato Luna Siñani 12

13 JAMES JOULE: Encontró la cantidad de calor, originado por una corriente al circular a través de un conductor. MICHAEL FARADAY: Descubrió la inducción electroestática. NIKOLA TELSA: Inventor del motor asincrónico HEINRICH LENZ: Enuncio la ley relativa al sentido de la corriente inducida. JAMES MAXWELL: Propuso la teoría electromagnética de la luz. JOSEPH THOMSON: Investigo la estructura de la materia y de los electrones. Ing. Renato Luna Siñani 13

14 ELECTROSTÁTICA Parte de la Física que trata del estudio de las cargas eléctricas en reposo. Ing. Renato Luna Siñani 14

15 En 1777 invento la balanza de torsión para medir la magnitud de la fuerza de atracción o de repulsión por medio del retorcimiento de la fibra fina y dirigida. CARGA ELECTRICA Charles Coulomb Es el exceso o deficiencia de electrones en una sustancia. La carga eléctrica se CONSERVA Los cuerpos neutros poseen el MISMO número de cargas positivas que negativas Ing. Renato Luna Siñani 15

16 El átomo esta constituido por un NUCLEO, en donde se encuentran los PROTONES y NEUTRONES y a su alrededor giran los ELECTRONES. Ing. Renato Luna Siñani 16

17 POR QUE LOS ELECTRONES NO CAEN AL NUCLEO? Dentro del átomo se aplican otras leyes de la Física, como la física cuántica que indica que el electrón se comporta como una onda y debe ocupar una cierta cantidad de espacio en función de su longitud. POR QUE LOS PROTONES DEL NUCLEO NO SE REPELEN MUTUAMENTE? Además de las fuerzas eléctricas, dentro del núcleo hay otras fuerzas aún más intensas que no son de naturaleza eléctrica, se trata de la fuerzas nucleares. Ing. Renato Luna Siñani 17

18 Conductores y aisladores eléctricos BUENOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS Así los átomos de las sustancias conductoras poseen electrones externos (electrones libres) muy débilmente ligados al núcleo en un estado de semilibertad, que les otorga una gran movilidad, es el caso de los metales. MALOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS En las sustancias aisladoras, sin embargo, los núcleos atómicos retienen con fuerza todos sus electrones, lo que hace que su movilidad sea escasa. Ing. Renato Luna Siñani 18

19 Semiconductores Entre los buenos conductores y los aisladores existe una gran variedad de situaciones intermedias. Es de destacar entre ellas, los materiales el selenio, germanio y el silicio que son semiconductores y se utilizan en la fabricación de dispositivos electrónicos, que son la base de la actual revolución tecnológica. Ing. Renato Luna Siñani 19

20 LEY DE LA CONSERVACION La carga eléctrica total del universo es una magnitud constante, NO SE CREA NI SE DESTRUYE. Ing. Renato Luna Siñani 20

21 PROPIEDADES DE LA CARGA CARGA ELÉCTRICA es una hay dos tipos se mide en se propiedad de la materia positiva negativa Coulombios la interacción de cargas en reposo provoca los CONSERVA protón es la unidad de carga positiva, electrón es la unidad de carga negativa FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS 1C = e - atracción-repulsión Ing. Renato Luna Siñani 21

22 CLASES DE ELECTRIFICACION ELECTRIZACIÓN es el procedimiento para que un cuerpo adquiera se consigue por CARGA ELÉCTRICA NETA frotamiento influencia positiva negativa contacto Ing. Renato Luna Siñani 22

23 INTERACCIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS CARGAS DE DISTINTO SIGNO CARGAS DE IGUAL SIGNO F 21 F 12 F 21 F q 1 q 2 q q F k r q 1 q 2 q q F k r Ing. Renato Luna Siñani 23

24 COMPARACION DE FUERZAS Coulomb Newton Interacción de cargas Interacción de masas F 21 F F 21 F 12 q 1 q 2 q q F k r M 1 M 2 m m F G r Ing. Renato Luna Siñani 24

25 LEYES DE CHARLES COULOMB hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas Ley cualitativa. "los cuerpos cargados con el mismo signo se repelen; cargados con signos contrarios se atraen". Ley Cuantitativa La fuerza que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus masas eléctricas o cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Tal fuerza se aplica en los respectivos centros de las cargas y están dirigidas a lo largo de la línea que las une. Ing. Renato Luna Siñani 25

26 Charles Coulomb q q F k r Cargas de dos tipos, positivas y negativas Fuerzas electrostáticas ATRACTIVAS O REPULSIVAS K depende del medio, F depende del medio Si tomamos como unidad los valores de cargas, masas y distancia, obtenemos para la fuerza electrostática en el vacío un valor de Newton y para la fuerza gravitatoria un valor de Newton. F electrostática F gravitatoria = La fuerza electrostática es mucho mayor que la gravitatoria! Isaac Newton m m F G r Masas de un solo tipo Fuerzas gravitatorias ATRACTIVAS G no depende del medio, F no depende del medio Ing. Renato Luna Siñani 26

27 PROPIEDADES DEL PROTON, NEUTRON Y ELECTRON Tabla de valores PARTICULA SIMBOLO CARGA MASA Protón p +e 1, [C] 1,673*10-27 [Kg] Neutrón n 0 1,675*10-27 [Kg] Electrón e -e 1, [C] 9,11 *10-31 [Kg] Ing. Renato Luna Siñani 27

28 UNIDADES ELECTRICAS MAGNITUD SISTEMA S.I. SISTEMA C.G.S FUERZA (newton) [N] [dn] CARGA (coulomb) [C] [ues] DISTANCIA (metros) [m] [cm] CONSTANTE K [N.m²]/C² 1.[dn.cm²]/ues²] CTE DE GRAVITACION 6, [N.m²]/kg² 6, [dn.cm²]/g² Ing. Renato Luna Siñani 28

29 o F RELACIONES DE LA FUERZA 8, ELECTRICA F G F Mm 2 r mv 2 r 1 q q r 2 F ma o C N m 2 2 w m g Ing. Renato Luna Siñani 29

30 FÍSICA CARGAS ELECTRICAS Ing. Renato Luna Siñani 30