ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Transcripción

1 COMPENDIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Ing. SANDRA SILVESTER

2 COMPENDIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO ELECTROSTÁTICA PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LA MATERIA CAPACIDAD Y CAPACITORES ELECTROCINÉTICA MAGNETOSTÁTICA INDUCCIÓN MAGNÉTICA CORRIENTE ALTERNA PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA Adaptado a los Programas oficiales de Física III de la Universidad Tecnológica Nacional El objetivo de este curso es el de proveer un ordenamiento didáctico, completo y homogéneo de esta parte de la cátedra de Física II, que resulte eficaz para su correcto entendimiento sin desmedro del nivel académico requerido. Se ha puesto especial énfasis en que su lectura no sea tediosa o visualmente incómoda, empleando tamaños grandes de letras, renglones generosamente espaciados, colores, figuras amplias y detalladas, etc. Además, se ha preparado para ser impreso en faz simple, para que el reverso de las hojas permita tomar apuntes, efectuar observaciones o agregar material complementario. Si uno comienza con certezas, terminará con dudas; pero si se acepta empezar con dudas, llegará a terminar con certezas Francis Bacon (filósofo inglés del siglo XV) Julio de 2014

3 Í N D I C E TEMA PÁG I ELECTROSTÁTICA... 1 Cargas Eléctricas... 1 Estructura de la Materia... 2 Conservación y Cuantización de la Carga... 4 Conductores y Aisladores... 5 Electroscopio... 6 Carga de un Metal por Inducción... 7 Triboelectricidad... 8 Ley de Coulomb... 9 Campo Eléctrico Cálculo de la Intensidad del Campo Eléctrico Campo de un Dipolo Campo debido a una Distribución Continua de Carga Líneas de Campo Eléctrico Momento de Torsión en un Dipolo Eléctrico Flujo Eléctrico Ley de Gauss Campo y Carga dentro de un Conductor Campo Eléctrico en la Superficie de un Conductor Campo de una Esfera Conductora Cargada Cálculo del Campo de una Carga Lineal mediante Gauss Campo alrededor de un Cilindro Campo creado por una Lámina Plana Infinita Campo creado por una Lámina Plana Conductora Infinita Campo entre Dos Láminas Paralelas con Cargas Opuestas Campo de una Esfera Aislante Energía Potencial Eléctrica Potencial Diferencia de Potencial Potencial de un Conductor Esférico Cargado Gradiente de Potencial /// I

4 Superficies Equipotenciales Reparto de Carga entre Conductores II PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LA MATERIA Estructura Molecular de un Dieléctrico Susceptibilidad y Permitividades Específica y Relativa Generalización del Teorema de Gauss. Desplazamiento Polarización. Relación entre los Vectores D, E y P III CAPACIDAD Y CAPACITORES Capacidad de un Conductor Aislado Condensadores o Capacitores Capacitores de Láminas o Placas Paralelas Capacitores Cilíndricos / Capacitores Esféricos... 86/7 Otros Tipos de Capacitores Capacitores en Serie y en Paralelo Rigidez o Resistencia Dieléctrica Energía Potencial almacenada en un Capacitor Densidad de Energía del Campo Eléctrico Fuerza entre las Placas de un Capacitor IV V ELECTROCINÉTICA... Corriente Eléctrica... Circuito Eléctrico Conductibilidad o Conductividad Resistencia y Resistividad. Ley de Ohm Medición de Intensidad de Corriente y Diferencia de Potencial Ley de Joule Fuerza Electromotriz Ecuación del Circuito Diferencia de Potencial entre Puntos de un Circuito Diferencia de Potencial entre los Bornes de un Generador Resistencias en Serie y en Paralelo Asociación de Fuentes Electromotrices Reglas de Kirchhoff Potenciómetro Puente de Wheatstone MAGNETOSTÁTICA Magnetismo /// II

5 Campo Magnético Fuerza de un Campo Magnético sobre una Carga Móvil Movimiento de una Carga Puntual en un Campo Magnético Ciclotrón Experiencia de Thomson - Medida de e/m Espectrómetro de Masas Efecto Hall Fuerza sobre un Conductor que transporta una Corriente Fuerza y Momento sobre un Circuito Rectangular Fuerza y Momento sobre una Espira Circular Momento Dipolar Magnético Campo Magnético creado por un Elemento de Corriente Campo Magnético creado por un Conductor Recto Campo Magnético creado por una Espira Circular Campo Magnético de un Solenoide Integrales Curvilíneas y de Superficie del Campo Magnético Campo Magnético en el Interior de un Conductor Fuerza entre Conductores Paralelos VI INDUCCIÓN MAGNÉTICA... Fuerza Electromotriz producida por Movimiento Ley de Faraday Ley de Lenz Fem Inducida sobre un Cuadro en Rotación Generador de Corriente Contínua Corrientes Parásitas o de Foucault Inductancia Mutua Autoinducción Asociación de Inductancias Circuito con Inductancia y Resistencia Energía Asociada a una Inductancia Circuito con Capacidad y Resistencia VII CORRIENTE ALTERNA... Introducción Generación de Corriente Alterna Circuito RLC en Serie, Régimen Permanente, Reactancia e Impedancia Valores Eficaces de la Corriente y la Tensión Relación entre las Fases de la Corriente y la Tensión /// III

6 Diferencia de Potencial entre los Puntos de un Circuito de corriente Alterna Representación Fasorial Representación Compleja Admitancia, Conductancia y Susceptancia Impedancias en Paralelo Resonancia Potencia en los Circuitos de Corriente Alterna Transformadores VIII PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA Materiales Magnéticos Paramagnetismo y Diamagnetismo Corrientes Superficiales Permanentes Susceptibilidad, Permeabilidad y Excitación Magnética Imantación Consideraciones Generales Ferromagnetismo Histéresis Dominios Magnéticos Campo Magnético Terrestre Circuitos Magnéticos Densidad de Energía en un Campo Magnético BIBLIOGRAFÍA IV