COLEGIO SAN ESTEBAN DIÁCONO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FÍSICA IV MEDIO PROF. ALEJANDRO GONZÁLEZ DUQUE IV MEDIO. Fuerza eléctrica y carga eléctrica

Transcripción

1 COLEGIO SAN ESTEBAN DIÁCONO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FÍSICA IV MEDIO PROF. ALEJANDRO GONZÁLEZ DUQUE IV MEDIO Fuerza eléctrica y carga eléctrica

2 Plan de estudio IV MEDIO U1: Fuerza eléctrica y carga eléctrica? U2: Magnetismo y corriente eléctrica? U3: Núcleo atómico? U4: Origen y evolución del Universo?

3 Fuerza eléctrica y cargas eléctricas Los GRIEGOS en la antigüedad realizaron las primeras observaciones de fenómenos eléctricos Al frotar ámbar (resina de árbol petrificado) con un trozo de cuero, este era capaza de atraer pequeños trozos de materiales livianos. Tales de Mileto (547 a.c) demostró que el ámbar una ves frotado por un trozo de piel de animal, atraía pequeñas semillas La palabra electricidad proviene de la palabra griega elektron que significa ámbar HOY: Dos sustancias distintas la ser frotadas adquieren propiedades eléctricas

4 Carga eléctrica Los experimentos demuestran que existen dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa, denominadas por el científico Benjamín Franklin ( ). Hoy se sabe que el origen de la carga es el átomo El átomo por naturaleza es eléctricamente neutro, es decir, por cada electrón con carga negativa hay un protón con carga positiva que vuelve al átomo eléctricamente equilibrado o neutro.

5 Si los átomos de un objeto ceden electrones tendrán un exceso de protones y pasaran a ser iones positivos, por lo que el objeto se electrizara positivamente. Si los átomos de un objeto captan electrones tendrán un exceso de ellos y pasaran a ser iones negativos, por lo que el objeto se electrizara negativamente. En el SI una carga eléctrica se mide en coulomb (C).

6 Propiedades de las cargas eléctricas La carga eléctrica se conserva La carga eléctrica está cuantizada: La carga siempre es un múltiplo de una unidad de carga fundamental que se designa como e

7 Conductores y aislantes Un material es conductor cuando sus átomos poseen algunos electrones débilmente ligados y estos se pueden mover con libertad dentro del material. (electrones libres o electrones de conducción). Un material es aislante cuando en sus átomos los electrones están fuertemente ligados y, por lo tanto, la carga se mueve con gran dificultad. Los materiales que caen en una categoría intermedia se denominan semiconductores. Los semiconductores son materiales cuya conductividad varia con la temperatura, pudiendo comportarse como conductores o aislantes. (Silicio y Germanio)

8 Formas de electrización Electrización por frotación? Electrización por contacto? Electrización por inducción?

9 Polarización En la mayoría de los átomos y moléculas neutras la carga esta distribuida de forma simétrica (las cargas positivas coincides con las cargas negativas). A estas moléculas se les conoce como moléculas apolares. Cuando un material aislante esta en presencia de un cuerpo cargado, las cargas se pueden desplazar levemente, lo cual origina una carga positiva en un lado de la molécula y una carga negativa en el otro lado. A este fenómeno se le conoce como polarización.

10 Detección de carga: Péndulo eléctrico: Permite detectar la presencia de carga en un cuerpo. El electroscopio: Dispositivo que permite detectar la presencia de carga o identificar el tipo de carga de un cuerpo electrizado.

11 Fuerza electrostática. Pero primero recordemos algo. Ley de Gravitación Universal

12 Fuerza entre cargas

13 La fuerza electrostática es proporcional al producto de las magnitudes de las 2 cargas eléctricas que interactúan entre si. La fuerza electrostática es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa a las dos partículas con cargas eléctricas que interactúan entre si

14 Ley de Coulomb (1780) Mediante una balanza de torsión, Charles-Augustin de Coulomb encontró que la expresión para fuerza de interacción (atracción o repulsión) entre dos cargas puntuales q1 y q2 (pequeñas en relación con la distancia que las separa) es muy semejante a la que vimos para la fuerza gravitacional entre la luna y la tierra. Esta expresión es la siguiente: Donde k = 9x10 9 ( nm2 c 2 ) F e = k q 1q 2 r 2

15 Ahora tu Obtén la fuerza eléctrica entre las cargas 10mm + + q 1 = 2μC q 2 = 3μC

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17 U1: Fuerza eléctrica y cargas eléctricas Formular explicaciones sobre fenómenos electrostáticos (Electrización) Describir la interacción eléctrica entre dos partículas cargadas Explicar como se produce una diferencia de potencial eléctrico Explicar que la corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica Procesar e interpretar datos para demostrar la ley de Ohm Utilizar las relaciones entre corriente eléctrica, resistencia eléctrica, voltaje, potencia eléctrica y energía eléctrica.

18 U2: Magnetismo y corriente eléctrica Describir características generales de un imán, del campo magnético de la tierra y la brújula Asociar el campo magnético con la corriente eléctrica Describir el funcionamiento de motores de corriente continua y generadores eléctricos

19 U3: Núcleo Atómico Describir el núcleo atómico y algunas propiedades Describir las fuerzas al interior del núcleo atómico y algunas consecuencias como la estabilidad de la materia

20 U4: Origen y evolución del Universo Describir el origen y la evolución del universo considerando las teorías mas aceptadas Describir los procesos gravitacionales y nucleares que ocurren en las estrellas. (nucleosíntesis)

21 Electrización por frotación

22 Electrización por contacto

23 Electrización por inducción

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