+ -R + - R 3. u r. u r µ = u r µ cos θ = µ cos θ. F = q E = q k. 3(u. Campo eléctrico generado por un dipolo eléctrico a distancias grandes E

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María Pilar Piñeiro Salinas
hace 7 años
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1 Cargas, dipolos e interacciones moleculares Campo eléctrico generado por un dipolo eléctrico a distancias grandes E= k 3u r (ur µ) - µ E 3 µ u r - µ = Q D Producto escalar u r µ = u r µ cos θ = µ cos θ u r θ µ uerza ejercida por un dipolo sobre una carga = q E = q k 3u r (u r µ) - µ 3 Energía de interacción entre dos dipolos eléctricos µ 1 µ µ u r Q 3u U = - µ 2 E = - µ 2 k r (u r µ 1 ) µ 1 3 3(u U = - k r µ 2 )(u r µ 1 ) µ 1 µ 2 3 Energía de interacción entre dos dipolos eléctricos sin orientación definida (caso habitual cuando el desorden térmico impide que los dipolos se orienten de forma estable) Energía de interacción entre una carga y un dipolo eléctricos sin orientación definida µ 1 µ µ - q 2 (µ U = - k 2 1 µ 2 ) 2 3 k 6 T 1 (q µ) 2 U = - k 2 3 k 4 T 1

2 Tema 5: Corriente eléctrica y magnetismo Campo eléctrico generado por un dipolo eléctrico E Campo magnético y dipolo magnético (un imán) Campo magnético terrestre Campo magnético Unidad.. Tesla (T) 1 T = 1 A -1 m -1 1Tesla = 10 4 Gauss (unidad c.g.s.) Campo magnético Unidad.. Tesla (T) 1 T = 1 A -1 m -1 Campos magnéticos típicos En la superficie terrestre: µt (40µT en eilla) Cercanías de línea de distribución eléctrica: hasta 5 µt Electrodomésticos: µt Un imán de juguete: 0.01 T Campo máximo tecnológico: T Momento dipolar magnético ( cantidad de imanación ) µ Unidad.. 1 Julio/Tesla = 1 A m 2 2

3 mán en un campo magnético uncionamiento de la brújula: µ θ Energía de un imán en un campo magnético U = - µ = - µ cos θ Mínima energía θ = 0 o µ µ El origen del magnetismo son los espines del núcleo y de los electrones de los átomos Material paramagnético: Los espines se alinean con en presencia de un campo magnético externo. µ µ e Momento magnético electrónico Momento magnético nuclear (suma de los momentos magnéticos de protones y neutrones) µ µ e El campo magnético total aumenta al sumarse el producido por los átomos del material. µ e = 0 µ = 0 Material diamagnético: Átomos o moléculas con espín cero (sin momento magnético neto). Electrones apareados. ucleones (neutrones y protones) apareados esponden débilmente al campo externo. Tienden a debilitarlo. Material ferromagnético (e, Co, i) Espines atómicos grandes. e magnetizan sin necesidad de campo externo por la interacción entre los átomos. µ e µ La magnetización aumenta mucho con un campo externo (más que los paramagnéticos) 3

4 uerza de un campo magnético sobre una carga en moimiento uerza de un campo magnético sobre una carga en moimiento: otra forma de erlo = q x (producto ectorial) θ = q sen θ Moimiento de una carga en un campo magnético uniforme Campo magnético (hacia fuera de la imagen) Magnetosfera y iento solar sol Auroras boreales Cargas en moimiento: Corriente Eléctrica Moimiento de los electrones Campo eléctrico en el conductor V 1 : Potencial eléctrico alto V = V 1 -V 2 > 0 V 2 : Potencial eléctrico bajo estela de cometa Cargas en moimiento: Corriente Eléctrica Moimiento aparente de los iones positios Campo eléctrico en el conductor Cargas en moimiento: Corriente Eléctrica Moimiento aparente de los iones positios Corriente eléctrica (conenio) Campo eléctrico en el conductor V 1 : Potencial eléctrico alto V = V 1 -V 2 > 0 V 2 : Potencial eléctrico bajo V 1 : Potencial eléctrico alto V = V 1 -V 2 > 0 V 2 : Potencial eléctrico bajo 4

5 V 1 ntensidad de corriente: carga por unidad de tiempo = Q t V2 lujo de carga nteralo de tiempo Unidad istema nternacional: Amperio (A) V 1 Ley de Ohm = V V2 Diferencia de potencial esistencia eléctrica del material Unidad.. De resistencia: Ohm (Ω = V A -1 ) V 1 L V2 esistencia y resistiidad = ρ L Longitud del hilo conductor A ección del hilo conductor esistiidad del material ρ (unidad Ω m) A esistencias en erie V 1 V T = 1 2 = V/ T T = resistencia equialente esistencias en Paralelo V 1 V 2 Calor disipado en una resistencia V 1 V = T 1 2 = V/ T 2 = = V/ 1 2 = V/ 2 Potencia disipada: Ley de Joule P = 2 (A 2 Ω = J/s = watio) (así es como funciona una bombilla) 5

6 aterías en serie y en paralelo aterías en serie y en paralelo V 1 V 2 V V 1 V 2 V 3 V = V 1 V 2 V 3 V = V 1 =V 2 =V 3 Condensadores en serie y paralelo V - Q iguales Q -Q Q -Q Q -Q 1/C T = 1/C 1 1/C 2 1/C 3 C 1 C 2 C 3 C Q 1 -Q C Q C 2 Q V 1 -Q 2 -Q 3 - Q T = Q 1 Q 2 Q 3 C T = C 1 C 2 C 3 6

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