Temas
Páginas: 31 (7745 palabras)
Publicado: 30 de agosto de 2015
UNIVERSIDAD POLITECNICA DE GUANAJUATO
Fundamentos de electricidad
OBJETIVO: El alumno será capaz de realizar mediciones de variables eléctricas con el conocimiento de los principios de la electrónica y la electricidad, permitiéndole implementar además circuitos eléctricos.
UNIDAD 1 Conceptos y leyes fundamentales
1.1 Carga eléctrica
1.2 Aislantes, conductores
1.3 Ley de Coulomb
1.4 Campoeléctrico
1.5 Potencial eléctrico
1.6 Ley de Gauss
UNIDAD II Electrostática
2.1 Introducción
2.2 Capacitancia y condensadores
2.3 Mediciones y códigos
UNIDAD III Electrodinámica
3.1 Introducción
3.2 Corriente Eléctrica y Ley de Ohm
3.3 Resistencia Eléctrica
3.4 Circuitos Eléctricos
3.5 Leyes de Kirchoff
UNIDAD IV Electromagnetismo
4.1 Introducción
4.2 Propiedades de los campos magnéticos
4.3Generación de campos magnéticos
4.4 Ley de ampere
4.5 Ley de Faraday
4.6 Circuitos magnéticos
4.7 Inducción Magnética
4.8 Fuerza electromotriz
4.9 Ley de Lenz
4.10 Campos Electromagnéticos
UNIDAD 1
Electrostática: Rama de la física que trata las cargas eléctricas en reposo.
Desde tiempos antiguos el hombre se dio cuenta que al frotar ciertos materiales, algunos de ellos podrán atraerpajillas secas.
Otro experimento es frotar un globo contra un pedazo de tela de lana. El globo puede adherirse a la pared o al techo por varias horas.
Cuando un material se comporta de esta forma, se dice que esta “electrificado” o cargado eléctricamente.
Carga eléctrica y sus propiedades
Tras varios experimentos con cuerpos cargados Benjamín Franklin descubrióque existían 2 tipos de cargas y les dio nombre:
1. Positiva
2. Negativa
Propiedades:
Cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen.
La carga eléctrica siempre se conserva (propiedad fundamental de la energía)
La carga q esta “cuantizada”. Es decir siempre se presenta en paquetes.
Robert Millikan demostró que solo se presenta en múltiplos enteros de una unidad que se llamo “e”.
q = NeN es un número entero
En tiempos modernos se demostró que el electrón tiene una carga negativa que vale e.
Aislantes y conductores
De acuerdo a la facilidad de transferir carga los materiales se clasifican en distintos tipos:
Conductores: son aquellos materiales donde las cargas eléctricas se mueven con libertad. Ejemplos: todos lo metales, aunque algunos mejores que otros.
Aislantes: Losmateriales que no transportan la carga con facilidad. Ejemplos: Todos los Plásticos, madera seca, vidrio, caucho. Etc.
La ley de Coulomb
En 1785 con base en experimentos, Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre 2 partículas cargadas.
F = Fuerza eléctrica en Newtons (N)
k = “Constante de Coulomb”
q1, q2, cargas de las partículas en Coulombs (C)
r = distancia (mascorta) entre las partículas.
El valor de k dependerá del sistema de unidades utilizado. Para el SI es:
k = 9*109 N*m2/ C2 (valor aproximado)
Que es equivalente a:
Donde “Epsilon cero” es un valor que depende de la facilidad del medio para transferir carga eléctrica. Llamado en este caso “permitividad del espacio libre”.
Carga del electrón
Es la unidad mas pequeña que puede existir(Actualmente se cree que existen unidades mas pequeñas).
e = 1.60219 * 10 (-19) C se considera negativa
La carga del protón es la misma, solamente que se considera positiva.
EJERCICIO: Considere 3 cargas puntuales como muestra la figura. Determine la fuerza total resultante sobre q3. Cuando q1 = q3 = 5uC, q2 = -2uC, a = 0.1m
SOLUCION
Primero encontramos la distancia dusando el teorema de Pitágoras:
d = 0.141 y d2 = 0.02
Ahora determinamos las direcciones de los vectores de acuerdo a los signos de las cargas.
Sobre la carga 3 actúan 2 fuerzas (diagrama de cuerpo libre):
Obtendremos F23 y F13 aplicando la ley de Coulomb
F23 = (9*109 N*m2 /C2 )*(5*10-6 C) (2*10-6 C)/(0.1m)2 = 9 N negativos
F13 = (9*109)*(5*10-6)2/(0.14142) = 11.25 N a 45°
La F23...
Fundamentos de electricidad
OBJETIVO: El alumno será capaz de realizar mediciones de variables eléctricas con el conocimiento de los principios de la electrónica y la electricidad, permitiéndole implementar además circuitos eléctricos.
UNIDAD 1 Conceptos y leyes fundamentales
1.1 Carga eléctrica
1.2 Aislantes, conductores
1.3 Ley de Coulomb
1.4 Campoeléctrico
1.5 Potencial eléctrico
1.6 Ley de Gauss
UNIDAD II Electrostática
2.1 Introducción
2.2 Capacitancia y condensadores
2.3 Mediciones y códigos
UNIDAD III Electrodinámica
3.1 Introducción
3.2 Corriente Eléctrica y Ley de Ohm
3.3 Resistencia Eléctrica
3.4 Circuitos Eléctricos
3.5 Leyes de Kirchoff
UNIDAD IV Electromagnetismo
4.1 Introducción
4.2 Propiedades de los campos magnéticos
4.3Generación de campos magnéticos
4.4 Ley de ampere
4.5 Ley de Faraday
4.6 Circuitos magnéticos
4.7 Inducción Magnética
4.8 Fuerza electromotriz
4.9 Ley de Lenz
4.10 Campos Electromagnéticos
UNIDAD 1
Electrostática: Rama de la física que trata las cargas eléctricas en reposo.
Desde tiempos antiguos el hombre se dio cuenta que al frotar ciertos materiales, algunos de ellos podrán atraerpajillas secas.
Otro experimento es frotar un globo contra un pedazo de tela de lana. El globo puede adherirse a la pared o al techo por varias horas.
Cuando un material se comporta de esta forma, se dice que esta “electrificado” o cargado eléctricamente.
Carga eléctrica y sus propiedades
Tras varios experimentos con cuerpos cargados Benjamín Franklin descubrióque existían 2 tipos de cargas y les dio nombre:
1. Positiva
2. Negativa
Propiedades:
Cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen.
La carga eléctrica siempre se conserva (propiedad fundamental de la energía)
La carga q esta “cuantizada”. Es decir siempre se presenta en paquetes.
Robert Millikan demostró que solo se presenta en múltiplos enteros de una unidad que se llamo “e”.
q = NeN es un número entero
En tiempos modernos se demostró que el electrón tiene una carga negativa que vale e.
Aislantes y conductores
De acuerdo a la facilidad de transferir carga los materiales se clasifican en distintos tipos:
Conductores: son aquellos materiales donde las cargas eléctricas se mueven con libertad. Ejemplos: todos lo metales, aunque algunos mejores que otros.
Aislantes: Losmateriales que no transportan la carga con facilidad. Ejemplos: Todos los Plásticos, madera seca, vidrio, caucho. Etc.
La ley de Coulomb
En 1785 con base en experimentos, Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre 2 partículas cargadas.
F = Fuerza eléctrica en Newtons (N)
k = “Constante de Coulomb”
q1, q2, cargas de las partículas en Coulombs (C)
r = distancia (mascorta) entre las partículas.
El valor de k dependerá del sistema de unidades utilizado. Para el SI es:
k = 9*109 N*m2/ C2 (valor aproximado)
Que es equivalente a:
Donde “Epsilon cero” es un valor que depende de la facilidad del medio para transferir carga eléctrica. Llamado en este caso “permitividad del espacio libre”.
Carga del electrón
Es la unidad mas pequeña que puede existir(Actualmente se cree que existen unidades mas pequeñas).
e = 1.60219 * 10 (-19) C se considera negativa
La carga del protón es la misma, solamente que se considera positiva.
EJERCICIO: Considere 3 cargas puntuales como muestra la figura. Determine la fuerza total resultante sobre q3. Cuando q1 = q3 = 5uC, q2 = -2uC, a = 0.1m
SOLUCION
Primero encontramos la distancia dusando el teorema de Pitágoras:
d = 0.141 y d2 = 0.02
Ahora determinamos las direcciones de los vectores de acuerdo a los signos de las cargas.
Sobre la carga 3 actúan 2 fuerzas (diagrama de cuerpo libre):
Obtendremos F23 y F13 aplicando la ley de Coulomb
F23 = (9*109 N*m2 /C2 )*(5*10-6 C) (2*10-6 C)/(0.1m)2 = 9 N negativos
F13 = (9*109)*(5*10-6)2/(0.14142) = 11.25 N a 45°
La F23...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.