Resumen Electricidad 1

Transcripción

1 Resumen lecticidad Ley de Coulomb Conocida es la capacidad de algunos mateiales de electizase. Recodemos la estuctua de un átomo: potones y neutones en su núcleo y electones en óbita alededo de él. La electización se loga cuando, po algún motivo, hay una ganancia o pédida de electones, fomándose, como consecuencia, iones negativos o positivos espectivamente (poceso de ionización) na de las popiedades fundamentales de los electones es su caga eléctica. Si dos cagas elécticas se encuentan póximas una a ota, apaece una fueza dada po la Ley de Coulomb 4πε donde es la fueza en N (newton), y las cagas en coul (Coulomb), la distancia ue las sepaa en m (metos) y ε o una constante popia del medio (aie o vacío). ε 8,854 coul N. m k 4πε 8,988 9 N m coul Campo léctico l hecho expeimental de ue sobe una caga se ejeza una fueza, debida a ota situada a distancia, puede epesentase de manea útil diciendo ue una cea un campo eléctico a su alededo y ue dicho campo es uien ejece sobe la ota la fueza obsevada. Se dice ue una caga modifica las popiedades del espacio, pues sin ella no existiía fueza sobe ota caga. La fueza ue el campo ejece sobe la caga esulta:. donde es el campo eléctico, cuya unidad seá N / coul. ng. Gabiel Quaanta 7

2 Resumen lecticidad Líneas de Campo ntensidad del Campo léctico k A ε ng. Gabiel Quaanta 7

3 Resumen lecticidad 3 Potencial léctico Debido a la fueza ue apaece en un campo eléctico, paa taslada una caga de un punto b a oto a seá necesaia una cieta cantidad de enegía. Al cociente ente la cantidad de enegía utilizada y la caga tasladada se lo define como difeencia de potencial eléctico ente dichos puntos. b ab W ba a La unidad de ddp esulta se Joule / coul, se denomina Volt y se indica con V. ntonces, visto ue Joule N.m, el campo eléctico podá expesase en V / m. Las cagas podán ecibi enegía, con lo cual pasaán a un punto de mayo potencial, o entegala, tasladándose a un punto de meno potencial eléctico. sto caacteiza, en los cicuitos elécticos, a los geneadoes y eceptoes, espectivamente. Como ejemplo, la ddp ente dos placas paalelas esulta : d ε d d Coiente léctica Ante la pesencia de un campo eléctico, las cagas con posibilidad de movimiento se moveán y uedaá constituida una coiente eléctica. La intensidad de la coiente se define como la cantidad de caga po unidad de tiempo ue ataviesa la sección en estudio. t La unidad de intensidad es coul / seg, es llamada Ampee y se epesenta con A. ng. Gabiel Quaanta 7

4 Resumen lecticidad 4 Resistencia léctica Si pensamos ahoa en un alambe al ue se le aplica un campo eléctico (o ddp) constante, tendemos ue cada electón libe se aceleaá hasta ue se poduzca un choue en el inteio del metal, de modo ue, al epetise este poceso, se alcanzaá una velocidad media constante. Se dice ue el mateial opone una esistencia a la ciculación de la coiente, ue dependeá de su estuctua, dimensiones y tempeatua : v L R ρ ρ : esistividad del mateial L: longitud S: sección S R T [ ( T )] R α α : coeficiente de vaiación con la tempeatua T T Conductoes y aisladoes No todos los mateiales son capaces de conduci cagas elécticas; los ue si lo son se llaman conductoes y poseen baja esistencia ( ej : cobe ) mientas ue los ue no pueden conducilas con facilidad se considean aislantes y tienen alta esistencia ( ej : goma ). Ley de Ohm Se puede obseva ue la ddp ( ) aplicada es diectamente popocional a la coiente ( ) ue cicula, donde la constante de popocionalidad es la esistencia ( R ); este es el enunciado de la Ley de Ohm. R. La unidad de esistencia es V / A, se denomina ohm y se indica con Ω. l sentido de coiente indicado es en el ue se moveían cagas positivas y se llama sentido convencional de la coiente. fecto Joule Al cicula coiente po una esistencia la enegía eléctica se tansfoma en calo. La cantidad de calo Q disipada en un intevalo de tiempo t seá: Q R Q P t P R. 4,86 cal Joule donde P es la potencia (enegía po unidad de tiempo) ue se disipa en R. ng. Gabiel Quaanta 7

5 Resumen lecticidad 5 Resumen de ómulas k ' / k / / ( ε o ) ueza ente dos cagas puntuales. ueza sobe una caga puntual en un campo eléctico. Campo eléctico ceado po una caga puntual. Campo eléctico ceado po una lámina cagada. ab Wba / Difeencia de potencial ente a y b. d W m v / W d cos α Q / t R P R W P t Difeencia de potencial ente dos placas paalelas. negía cinética. Tabajo ealizado po una fueza. Coiente eléctica Ley de Ohm Potencia en una esistencia negía Resumen de Constantes k 8,988 x 9 N m / coul / ( 4 π ε o ) ε o 8,854 x coul / ( N m ) e,6 x 9 coul m e 9, x 3 kg g 9,8 m / seg Pemitividad del vacío Caga del electón Masa del electón Aceleación de la gavedad cal 4,86 Joule Convesión caloía / Joule HP 746 w Convesión hose powe a vatio CV 735 w Convesión caballo vapo a vatio ng. Gabiel Quaanta 7