Lección 2: Electrostática. 29/04/16 U. de Mayores -Física aplicada-

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Isabel Navarrete Jiménez
hace 6 años
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1 Lección 2: Electrostática 1

2 Qué pasó en 150 casos como este? En la mayoría de los casos las personas habían entrado de nuevo en sus coches cuando la manguera todavía estaba surtiendo combustible. Cuando terminaron de repostar y salieron para sacar la pistola de la manguera, el fuego comenzó. La mayoría de los accidentados usaba zapatos con suela de goma y ropa de fibras artificiales. En veintinueve de los casos analizados, las personas entraron nuevamente a sus vehículos y luego tocaron las pistolas de la manguera durante la carga de gasolina. Esto ocurrió en coches de distintas variedades de marcas y modelos. Diecisiete incendios ocurrieron antes, durante o inmediatamente después que la tapa del depósito fuese sacada y antes de que comenzara la carga de gasolina. 2

3 Por qué pasó? El vapor de la gasolina arde al saltar una chispa cuando se toca la manguera. La chispa se debe a que la persona está cargada de electricidad estática adquirida al frotarse la ropa entre sí y con la tapicería del automóvil 3

4 CONCLUSIONES y preguntas: Existe carga Cómo es? cómo aparece? Se puede almacenar generando cuerpos cargados Puede pasar de un cuerpo a otro Cómo? en qué condiciones? 4

5 De la triboelectricidad al pararrayos Primeras experiencias eléctricas La Ley de Coulomb Campo y potencial eléctrico Efectos y aplicaciones del potencial electrostático Bibliografía: Física con ordenador Curso Interactivo de Física en Internet. Ángel Franco García 5

6 Cómo es la carga? Existen dos tipos de carga Resinosa (positiva) Vítrea (negativa) 6

7 Cómo se produce? La electrización por frotamiento o TRIBOELECTRICIDAD es la primera forma de contacto con las cargas eléctricas que hemos tenido( 7

Los materiales más próximos al extremo más positivo tienen tendencia adquirir carga eléctrica positiva al

8 Los materiales que están más próximos al extremo más negativo, tienen propensión a adquirir carga eléctrica negativa al rozar con materiales situados encima de ellos. Los materiales más próximos al extremo más positivo tienen tendencia adquirir carga eléctrica positiva al rozar con los situados debajo de ellos. Para adquirir una carga máxima los materiales puestos en contacto debe estar lo más apartados posible el uno del otro en esta lista

9 Generador de van der Graaff (1931) Este generador es capaz de almacenar en su parte superior una gran cantidad de carga Por frotamiento, que se realiza en la base, se desprende carga y se transporta hasta la cabeza generador van der Graff 9

10 Efectos electrostáticos 10

11 Cómo se produce II Hemos visto que la carga se produce por frotamiento También se produce por: contacto e inducción 11

12 Contacto Si mantenemos la varilla, la bola del péndulo se separa de su posición de equilibrio La bola del péndulo se ha cargado 12

13 Carga por inducción La barra cargada induce cargas en las dos bolas, que están en contacto Al separar las bolas cada una mantiene su carga Se mantienen así las dos bolas? 13

14 Resumiendo

Fuerza entre dos cargas: balanza de Cavendish -> http://www.youtube.com/watch?v=fystgx-f1gm El módulo es proporcional al valor de ambas cargas.

15 Fuerza entre dos cargas: balanza de Cavendish -> El módulo es proporcional al valor de ambas cargas. Puede ser atractiva o repulsiva según el signo de las cargas. Siendo atractiva para cargas de distinto signo y de repulsión para cargas del mismo signo. Es del tipo acción-reacción Varia con la distancia de forma inversamente proporcional a su cuadrado. Tiene la dirección de la línea que une las cargas. 15

16 La Ley de Coulomb F =K e q q ' d 2 u r El valor de la constante depende del sistema de medida utilizado y del F medio en el que estén las cargas. La fuerza sobre cada uno de los péndulos aparece aunque estos no estén en contacto. Estamos ante una acción a distancia Electroscopio 16

17 Acciones a distancia Cuando dejamos un cuerpo en el aire se cae solo. Si estuviera en la Luna caería igual que en la Tierra? y si está en una nave espacial, también cae? Ni en la Luna ni en la Tierra nadie lo toca, pero cae En estos dos casos estamos en un campo gravitatorio 17

18 El campo eléctrico El trocito de papel sube hacia la mano por qué? El trocito de papel se ha cargado por inducción y es atraído por la mano, aunque no esté en contacto con ella. El campo se pone de manifiesto por la aparición de una fuerza 18

19 Campo Es la región del espacio en la que, cuando colocamos el cuerpo adecuado en uno cualquiera de sus puntos, aparece sobre él una fuerza. El campo existe ya pero sólo se pone de manifiesto al colocar el cuerpo adecuado Un campo no es una fuerza, se manifiesta por la aparición de una fuerza. E=K e q d 2 u r 19

20 Representación del campo El campo eléctrico en cada punto, lo representamos por la trayectoria que seguiría una carga positiva colocada en el punto (línea de campo) El módulo nos lo da el valor de la fuerza que actúa sobre una carga unitaria positiva, lo medimos en V/m Entendemos que sale de las cargas positivas y termina en las cargas negativas 20

21 Otra descripción del campo eléctrico Para describir el campo eléctrico empleamos: Líneas de campo Superficies equipotenciales Qué son las líneas equipotenciales? o mejor qué es el potencial eléctrico? 21

22 Física Aplicada a Procesos Naturales UNIVERSIDAD PARA LOS MAYORES Potencial eléctrico Si la carga se mueve espontáneamente pierde energía, si la pierde la tenía. Para que la gane se la tenemos que dar nosotros. Necesitaremos dar más o menos energía según en que punto se encuentre y a donde vaya. A la energía por unidad de carga, que se gasta o que tenemos que darle, para ir de un punto a otro la llamamos diferencia de potencial entre esos dos puntos (ΔW/q) = V B - V A = ΔV 22

23 Relación potencial campo Si el trabajo lo realizamos nosotros, la energía aumenta pues se acerca a la carga que crea el campo. Cuando nosotros realizamos trabajo decimos que es un trabajo negativo 23

24 Masa negativa? 24

26 Qué hay más pequeño que el átomo? 26

27 Campo y medios materiales Los medios materiales se clasificaron en eléctricos (hoy aislantes) y anaeléctricos (hoy conductores) según se electrizaran por frotamiento o no. Realmente según se advirtiera o no su electrización Hoy hablamos de conductores y dieléctricos. 27

28 Conductores Los conductores se caracterizan por tener cargas libres en su volumen Al aplicarles un campo eléctrico sus electrones se ven sometidos a una fuerza que los lleva a la superficie. El movimiento de los electrones sólo puede terminar cuando el campo en el interior del conductor es nulo. 28

29 Conductores II Se caracterizan porque el potencial es único en todo el conductor El campo en el interior es nulo El campo en su superficie es perpendicular a ella y más intenso cuanto menor es su radio (efecto punta) Fuego de san Telmo 29

positivas y negativas coinciden El campo eléctrico

30 Dieléctricos Los dieléctricos no tienen en su interior cargas libres Los centros de las cargas positivas y negativas coinciden El campo eléctrico deforma sus moléculas, los dieléctricos se polarizan 30

31 Efectos del potencial También las tormentas 31

32 Efectos del potencial También las tormentas 32

33 Efectos del potencial También las tormentas 33

34 Qué es lo único que temen los galos? 34

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