F K -Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Dep. FYQ S.CH.M.

Transcripción

1 EMA 4: ELECCDAD ESUMEN :ºBACHLLEAO. Un poco de histoia. -Los fenómenos elécticos ya ean conocidos po los giegos y otas civilizaciones: Platón (siglo V a C).. La electicidad en la ya mencionaba las popiedades del ámba y ales de Mileto (siglov ac) también las conocía. Antigüedad y en la Edad -Du ay hablo de dos tipos de electicidad la vítea y la esinosa: Ambos tipos de electicidad ataen a Media. la mateia odinaia (que no ha sido electizada). Los cuepos cagados con electicidad del mismo tipo.. La electicidad se epelen y los cagados con electicidad de distinto tipo se ataen. modena. -B. anklin: supuso que ea un fluido fomado po patículas muy pequeñas que se tansfiee de un cuepo a oto po fotamiento, quedando uno con exceso (electicidad positiva) y el oto con defecto (electicidad negativa). anklin enunció algo paecido a lo que se conoce hoy como ley de consevación de la caga. -Po fin J.J. homson descubió al esponsable de la popiedad caga eléctica. El electón.. La caga eléctica. Hoy día es fundamental el concepto de caga eléctica. La mateia además de tene masa, tiene caga... La caga es una popiedad de las patículas El electón es una patícula elemental con caga negativa, aunque hay electones con caga positiva(positones). uthefod descubió el potón con caga positiva, aunque hay potones con caga negativa(antipotón), y que está fomado po tes patículas elementales llamados quaks. Paa explica el exceso de masa en el núcleo del átomo Chadwick descubió el neutón, sin caga y fomado también po tes quaks... Electización. Cuando se fota un tozo de amba, éste se electiza, es deci, se caga elécticamente, y si lo acecamos a unos tocitos de papel estos se sienten ataídos. -En su estado nomal los cuepos son neutos, es deci tienen el mismo númeo de cagas positivas que negativas. -Si el fota piede cagas negativas se caga positivamente, y si las gana se caga negativamente. -Las cagas negativas pueden pasa de un cuepo a oto po contacto. -Hay cuepos a tavés de los cuales las cagas se mueven con facilidad (conductoes) y otos en los que no ocue esto (aislantes).. La ley de Coulomb... ueza ente cagas elécticas. Ley de Coulomb... Constantes y unidades q q K u.. ntecambio de cagas elécticas en la iea..4. Aplicación de la Ley de Coulomb a cuepos extensos..5. Compaación ente fueza electostática y fueza gavitatoia. 4.- Campo y potencial eléctico. 4.. El campo eléctico. q E K u q La ley de COULOMB: La fueza lo la que se atae o se epelen dos cuepos cagados es diectamente popocional al poducto de sus cagas e invesamente popocional al cuadado de la distancia que las sepaa q q K u siendo 9 K 9 0 N m / C la constante de popocionalidad La caga q se mide en el S.. en culombios (C) en hono a Coulomb. La ley de Coulomb cumple la tecea de Newton, es deci hay un pa de vectoes fueza aplicados a cada una de las cagas en cuestión. q, q q, q La iea almacena una caga negativa de unos C que se escapan a la atmósfea a tavés del aie a azón de 500C/s y que es devuelta a ella en foma de ayos a unos 0C cada uno. La iea es un gan sumideo de caga, y po ello todos los paaayos, y los electodomésticos tienen una toma a tiea paa descagase. Estictamente se aplica a cagas puntuales; si los cuepos son extensos e iegulaes habá que dividilo en pates muy pequeñas cuyas cagas se puedan considea puntuales, calcula la fueza ente las pates y después sumalas, paa halla la fueza total. Es un pocedimiento muy complejo, peo podemos simplificalo y tatalos como cagas puntuales si se cumple que los cuepos son muy pequeños compaados con las distancias que les sepaa. uezas elécticas: -Es popocional al poducto de las cagas. q q K -Es invesamente popocional al cuadado de la distancia. uezas gavitatoias: m m -Pueden se de atacción o de epulsión. -Las fuezas elécticas son muy intensas. -Es popocional al poducto de las masas. K>>>>>G G -Es invesamente popocional al cuadado de la distancia. -Pueden se solo de atacción. -Las fuezas gavitatoias son muy débiles. K>>>>>G Dos cagas elécticas inteaccionan a tavés de los campos elécticos que genean, siendo estos zonas del espacio de influencia de las cagas. En cada punto del campo existe una popiedad llamada intensidad de campo eléctico y es la fueza que siente en ese punto la unidad de caga debido al campo ceado po ota caga. q E K u q Dep. YQ S.CH.M.

2 EMA 4: ELECCDAD 4.. epesentación de campos elécticos. 4.. La enegía potencial electostática. q q Ep K 4.4. Potencial electostático. Ep q V K q V E Supeficie equipotencial V 0 5. La coiente eléctica y la ley de OHM. 5.. La intensidad de coiente. q t 5.. La ley de OHM. V (Gasto en un elemento de un cicuito) 5.. La esistencia eléctica. L S ESUMEN :ºBACHLLEAO Paa visualiza el campo eléctico, aaday dibujó líneas de fueza o líneas de campo, que salen de las cagas positivas (fuentes) y llegan a las negativas (sumideos). La diección del campo eléctico (E) es tangente a las líneas de campo en cada punto, y su sentido es de la caga positiva a la negativa. Esa misma diección es la diección de la fueza que siente la unidad de caga en cada punto de campo consideado. La intensidad de campo E está elacionada con la densidad de las líneas de campo, la densidad es mayo ceca de las cagas, y es donde los campos son más intensos. Dos cuepos cagados póximos tienen enegía potencial electostática y su valo depende de las cagas y de la distancia que las sepaa. Si las cagas son del mismo signo la enegía potencial electostática es positiva, si son de distinto signo, negativa. A distancias muy gandes la Ep=0 Dos cagas de distinto signo su Ep disminuye cuando se acecan, y es lo que hacen, ya que se ataen. Si son de igual signo la Ep disminuye cuando se alejan. Ep q q K de donde se deduce que q q Ep K o bien Ep El potencial electostático en cada punto del campo es una magnitud que mide el valo de la enegía potencial po unidad de caga en dicho punto. Ep q V V K q Supeficies equipotenciales: Están fomadas po todos los puntos que deteminan una esfea, donde el potencial es el mismo ya que se encuentan a la misma distancia de la caga. V 0 Si una caga se desplaza po la acción de las fuezas del campo de un punto a oto de una misma supeficie equipotencial, el tabajo ealizado po las fuezas es ceo, ya que la y el desplazamiento son pependiculaes. W Ep q V o también po que V 0 Pincipio de supeposición paa los potenciales: Si hay más de una caga, el potencial en un punto es la suma algebaica de los potenciales ceados po cada una de ellas en dicho punto. Las líneas de fueza son pependiculaes a las supeficies equipotenciales. Las líneas de fueza de un campo eléctico señalan la diección en la que disminuye el potencial eléctico. Paa una caga positiva van diigidas desde los puntos de mayo potencial (ceca de la caga) hacia los puntos de meno potencial (lejos de la caga) (líneas que salen de la caga positiva). Paa una caga negativa seía al contaio, de meno a mayo potencial (líneas que entan a la caga negativa). Cuando Volta descubió la pila, se pensó de aplica a la páctica la coiente eléctica, y que se podían foma cicuitos elécticos. Una coiente eléctica es el flujo de cagas elécticas (electones) de un punto a oto d un conducto. La intensidad de coiente es la cantidad de caga que ataviesa la sección tansvesal de un conducto en la unidad de tiempo. q t La intensidad en el S.. es el ampeio (A) en hono a Andé M. Ampee. A=C/s. Se dice que po un conducto pasa una coiente de un ampeio, cuando ataviesa la sección del conducto un culombio cada segundo. La elación ente la difeencia de potencial aplicada a los extemos de un conducto y la intensidad de coiente que cicula po él es siempe la misma. A esta constante la llamamos esistencia del conducto. V se mide en ohmios y V en voltios en el S.. Un voltio es la difeencia de potencial que poduce una coiente de un ampeio en un conducto cuya esistencia es de un ohmio. La esistencia de un conducto depende del tipo de mateial (esistividad) y de su longitud de foma diecta, e invesamente a la sección del conducto. L S Dep. YQ S.CH.M.

3 EMA 4: ELECCDAD ESUMEN :ºBACHLLEAO 5.4. Cicuitos elécticos. Un cicuito eléctico está fomado po una pila un inteupto, una o más esistencia, asociadas de distinta manea.. Asociación de esistencia en seie: =0 Ω V= V 0, A 0.- Asociación de esistencias en paalelo: =0Ω V= 0, V V V, 7A 0, 9A 0, 9A, 0 0 V 0, 9A 0,9 A 0,9 A 0,9 A, 7A 0.- Cicuito mixto. =0Ω V= Cuestiones y poblemas (Pág 4) V , 6A , 6 despejo y sustituyo en la ota ecuación 0,6 0, , ,6 0 Con este sistema podemos calcula las intensidades y 0 0 0, ,6 0, 0, A 6 0 0,A.- a) Es un montaje en seie. b) El pincipal inconveniente es que al fundise una de ellas se inteumpe la coiente (se abe el cicuito) y se apagan todas. Este tipo de montaje en seie se suele utiliza en el alumbado de los aboles de Navidad. Se asocian muchas pequeñas bombillas en seie de foma que la esistencia total sea elativamente alta y la intensidad que cicule po ellas, baja..- Cuando se conectan en paalelo, ya que en esa disposición la intensidad que cicula po cada bombilla es mayo que la que cicula cuando están en seie. =0Ω V= V En seie : 0, 45A 0 0 En paalelo: 5 V,8 A,8 A 0, 9A 5 Dep. YQ S.CH.M.

4 EMA 4: ELECCDAD ESUMEN :ºBACHLLEAO 4.- La esistencia equivalente a dos esistencias iguales en paalelo es igual a la mitad de una de ellas. a) =0Ω V= 0 0 V 0, A b) 0 0 V 0, 6A 5 c) ansfomaciones enegéticas en un cicuito. Efecto Joule. V 4,5V 0, 8A 5 -El efecto Joule es el poceso de convesión de enegía eléctica en enegía témica. -Potencia eléctica: es la enegía tansfomada po unidad de tiempo. P E V q V V t t Dep. YQ S.CH.M. La potencia en el S.. se mide en vatios (W) La cantidad de enegía que se tansfoma en calo en un tiempo t es: V W P t V q V t t t 7.- La pila voltaica. A pati del invento de la pila po Volta, los científicos disponían de coiente eléctica continua. Geneadoes. 7.. Las pilas Al conjunto de dos metales (cobe, zinc) sepaados po un líquido conducto Volta le llamó célula elemental, que convenientemente apiladas (pila) conseguían obtene un potencial mayo que la elemental.

5 EMA 4: ELECCDAD 7.. Geneadoes y fueza electomotiz. 8. La ley de OHM genealizada. ( ) Cuestiones y poblemas (Pág 50) ESUMEN :ºBACHLLEAO La difeencia de potencial ente los bones de la pila popocionaba la enegía a las cagas paa ecoe el cicuito y ean debidas a las eacciones químicas dento de la pila. Hoy en día se han pefeccionado mucho las pilas, como las de Mecuio, las de Niquel-Cadmio, o las de ión Litio de gan duación, usadas po los teléfonos móviles o las bateías de coches elécticos. Un geneado es un dispositivo que tansfoma distintos tipos de enegía en enegía eléctica: -De química a eléctica: pilas y bateías. -De mecánica a eléctica: dinamos y altenadoes. -De luminosa a eléctica: células fotovoltaicas. -ueza electomotiz de un geneado (f.e.m.): No es una fueza aunque tenga es nombe, ya que solo es la esponsable de que las cagas se muevan po el cicuito, ya que el geneado popociona enegía a las cagas. W q la f.e.m. se mide en voltios en el S.. Así pues un geneado es cualquie dispositivo que establece y mantiene una difeencia de potencial (d.d.p.) ente los dos puntos: sus bones, tansfomando la enegía química, mecánica, etc. en enegía eléctica. -Asociación de geneadoes:. En seie: El polo positivo de uno se conecta con el negativo del siguiente y su N siendo N el númeo de geneadoes en seie. (Dan más intensidad peo duan menos con =). En paalelo: Los polos positivos se unen ente si y los polos negativos ente sí y su (Dan menos intensidad peo duan más a igual esistencia). Establece que la enegía popocionada po el geneado se inviete en vence la esistencia del popio geneado y las esistencias extenas del cicuito. Se define la fueza contaelectomotiz de un moto como la enegía eléctica po unidad de caga que se tansfoma en enegía mecánica El gasto en la esistencia intena de la pila seía: V V De OHM: V 0, A 5 V 0,A 0 4, 6V 0 0 0,A 0 V 6, V0 V0,5 V V f. e. m. V V,5 V 0, 5V 5 Dep. YQ S.CH.M.