Fisica
Páginas: 5 (1230 palabras)
Publicado: 28 de enero de 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN
Potencial Eléctrico y Máquinas Electrostáticas
Fecha de realización: 18 de enero de 2015
Dr. Juan Antonio Flores Lira
Energía Potencial Eléctrica
Se puede definir como la capacidad para realizar trabajo que surge de la posición o configuración.En el caso eléctrico, una carga ejercerá una fuerza sobre cualquier otra carga y la energía potencial surge del conjunto de cargas. Por ejemplo, si fijamos en cualquier punto del espacio una carga positiva Q, cualquier otra carga positiva que se traiga a su cercanía, experimentará una fuerza de repulsión y por lo tanto tendrá energía potencial.
Donde k es la constante de Coulomb.
En electricidad,normalmente es más conveniente usar la energía potencial eléctrica por unidad de carga, llamado expresamente potencial eléctrico o voltaje.
Ley de Gauss
El flujo eléctrico total fuera de una superficie cerrada es igual a la carga encerrada, dividida por la permitividad. El flujo eléctrico a través de un área, se define como el campo eléctrico multiplicado por el área de la superficieproyectada sobre un plano perpendicular al campo. La ley de Gauss es una ley general, que se aplica a cualquier superficie cerrada. Es una herramienta importante puesto que nos permita la evaluación de la cantidad de carga encerrada, por medio de una cartografía del campo sobre una superficie exterior a la distribución de las cargas. Para geometrías con suficiente simetría, se simplifica el cálculodel campo eléctrico.
Otra forma de visualizar esto es considerar una sonda de área A, que puede medir el campo eléctrico perpendicular a esa área. Si se escoge cualquier trozo de superficie cerrada y realizamos sobre esa superficie la medida del campo perpendicular, al multiplicarlo por su área, obtendremos una medida de la carga eléctrica neta dentro de esa superficie, sin importar como estáconfigurada esa carga interna.
Ley de Gauss. Forma Integral
La integral de área del campo eléctrico sobre cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada en esa superficie dividida por la permitividad del vacío. La ley de Gauss es una forma de una de las ecuaciones de Maxwell, las cuatro ecuaciones fundamentales de la Electricidad y el Magnetismo.
La ley de Gauss permite laevaluación del campo eléctrico en muchas situaciones prácticas, mediante la formación de superficies gausianas simétricas alrededor de una distribución de cargas y la evaluación del flujo eléctrico a través de esa superficie.
Flujo Eléctrico
El concepto de flujo eléctrico es de utilidad en la asociación con la ley de Gauss. El flujo eléctrico a través de un área plana se define como el campoeléctrico multiplicado por la componente del área perpendicular al campo. Si el área no es plana, entonces la evaluación del flujo requiere generalmente una integral de área puesto que el ángulo estará cambiando continuamente.
Aplicaciones de la Ley de Gauss
La ley de Gauss es una herramienta poderosa para el cálculo de los campos eléctricos cuando son originados por una distribución de cargas consuficiente simetría para poderse aplicar. Si la distribución de cargas adolece de la simetría necesaria para aplicarle la ley de Gauss, entonces el campo debe obtenerse, sumando los campos de carga puntuales de los elementos de carga individuales.
Máquinas electrostáticas
El alemán "Otto de Guericke" en 1672 experimentó con la primera máquina de electricidad conocida, consistente en unaesfera de resina, solidaria con un eje giratorio, que al ser frotada con las manos producía efectos eléctricos en láminas metálicas. Entre 1743 y 1745, Bose, Gordon, Winkler y otros perfeccionaron las máquinas eléctricas, dando mayor velocidad a esferas y cilindros de vidrio con la ayuda de poleas.
En estas máquinas, hilos metálicos se deslizaban sobre las esferas o cilindros para recoger la...
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN
Potencial Eléctrico y Máquinas Electrostáticas
Fecha de realización: 18 de enero de 2015
Dr. Juan Antonio Flores Lira
Energía Potencial Eléctrica
Se puede definir como la capacidad para realizar trabajo que surge de la posición o configuración.En el caso eléctrico, una carga ejercerá una fuerza sobre cualquier otra carga y la energía potencial surge del conjunto de cargas. Por ejemplo, si fijamos en cualquier punto del espacio una carga positiva Q, cualquier otra carga positiva que se traiga a su cercanía, experimentará una fuerza de repulsión y por lo tanto tendrá energía potencial.
Donde k es la constante de Coulomb.
En electricidad,normalmente es más conveniente usar la energía potencial eléctrica por unidad de carga, llamado expresamente potencial eléctrico o voltaje.
Ley de Gauss
El flujo eléctrico total fuera de una superficie cerrada es igual a la carga encerrada, dividida por la permitividad. El flujo eléctrico a través de un área, se define como el campo eléctrico multiplicado por el área de la superficieproyectada sobre un plano perpendicular al campo. La ley de Gauss es una ley general, que se aplica a cualquier superficie cerrada. Es una herramienta importante puesto que nos permita la evaluación de la cantidad de carga encerrada, por medio de una cartografía del campo sobre una superficie exterior a la distribución de las cargas. Para geometrías con suficiente simetría, se simplifica el cálculodel campo eléctrico.
Otra forma de visualizar esto es considerar una sonda de área A, que puede medir el campo eléctrico perpendicular a esa área. Si se escoge cualquier trozo de superficie cerrada y realizamos sobre esa superficie la medida del campo perpendicular, al multiplicarlo por su área, obtendremos una medida de la carga eléctrica neta dentro de esa superficie, sin importar como estáconfigurada esa carga interna.
Ley de Gauss. Forma Integral
La integral de área del campo eléctrico sobre cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada en esa superficie dividida por la permitividad del vacío. La ley de Gauss es una forma de una de las ecuaciones de Maxwell, las cuatro ecuaciones fundamentales de la Electricidad y el Magnetismo.
La ley de Gauss permite laevaluación del campo eléctrico en muchas situaciones prácticas, mediante la formación de superficies gausianas simétricas alrededor de una distribución de cargas y la evaluación del flujo eléctrico a través de esa superficie.
Flujo Eléctrico
El concepto de flujo eléctrico es de utilidad en la asociación con la ley de Gauss. El flujo eléctrico a través de un área plana se define como el campoeléctrico multiplicado por la componente del área perpendicular al campo. Si el área no es plana, entonces la evaluación del flujo requiere generalmente una integral de área puesto que el ángulo estará cambiando continuamente.
Aplicaciones de la Ley de Gauss
La ley de Gauss es una herramienta poderosa para el cálculo de los campos eléctricos cuando son originados por una distribución de cargas consuficiente simetría para poderse aplicar. Si la distribución de cargas adolece de la simetría necesaria para aplicarle la ley de Gauss, entonces el campo debe obtenerse, sumando los campos de carga puntuales de los elementos de carga individuales.
Máquinas electrostáticas
El alemán "Otto de Guericke" en 1672 experimentó con la primera máquina de electricidad conocida, consistente en unaesfera de resina, solidaria con un eje giratorio, que al ser frotada con las manos producía efectos eléctricos en láminas metálicas. Entre 1743 y 1745, Bose, Gordon, Winkler y otros perfeccionaron las máquinas eléctricas, dando mayor velocidad a esferas y cilindros de vidrio con la ayuda de poleas.
En estas máquinas, hilos metálicos se deslizaban sobre las esferas o cilindros para recoger la...
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