Electricidad y Magnetismo

UNIDAD 1
ELECTROESTÁTICA
INTRODUCCION.
La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos producidos por distribuciones de cargas eléctricas en reposo.
La electrostática tiende a dar mayor énfasis a ciertas magnitudes abstractas como campos eléctricos, potenciales y lineales de fuerza, la base de todas nuestras ideas sobre electromagnetismo en la existencia de las cargaseléctricas.
Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro.

I.1 LA CARGA ELECTRICA Y SUS PROPIEDADES
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones yrepulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas también se define como el exceso de carga de un cuerpo, ya sea positiva o negativa. Es la ausencia, pérdida o ganancia de electrones.
En una serie sistemática de experimentos sencillos de encontró que hay dos tipos de cargas eléctricas, a las cuales Benjamín Franklin les asigno los nombres de positiva y negativa.
Podemosconcluir que la carga eléctrica tiene las siguientes propiedades:
* Hay dos tipos de cargas en la naturaleza, con la propiedad de que cargas diferentes se atraen unas a otras y cargas similares se rechazan entre sí.
* La fuerza entre las cargas varia con el inverso al cuadrado de su separación
* La carga se conserva
* La carga esta cuantizada.

I.2 AISLANTES, CONDUCTORES YSEMICONDUCTORES
AISLANTES.
Son materiales en los que las cargas se mueven con mucha dificultad y ofrecen una elevada resistencia al paso de la electricidad.
Materiales: lana de madera, fibra de vidrio, yeso, caucho, lucita, ebonita, porcelana y algunos polímeros.

CONDUCTORES:
Cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de electricidad. Un buen conductor de electricidad, como la plata oel cobre, puede tener una conductividad mil millones de veces superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica. El fenómeno conocido como superconductividad se produce cuando al enfriar ciertas sustancias a una temperatura cercana al cero absoluto su conductividad se vuelve prácticamente infinita. En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de loselectrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.

SEMICONDUCTORES
Son los materiales sólidos o líquidos capaces de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. La conductividad eléctrica, que es la capacidad de conducir la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial, es una de las propiedades físicas más importantes. Ciertos metales,como el cobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores. Por otro lado, ciertos aislantes como el diamante o el vidrio son muy malos conductores. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegara alcanzar niveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.

SUPERCONDUCTORES
Son aquellos que no ofrecen resistencia al flujo de corriente eléctrica. Los superconductores también presentan un acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos. La superconductividad sólo se manifiesta por debajo deuna determinada temperatura crítica Tc y un campo magnético crítico Hc, que dependen del material utilizado. Antes de 1986, el valor más elevado de Tc que se conocía era de 23,2 K (-249,95 °C), en determinados compuestos de niobio-germanio. Para alcanzar temperaturas tan bajas se empleaba helio líquido, un refrigerante caro y poco eficaz. La necesidad de temperaturas tan reducidas limita mucho...