Ensayo Electricidad Y Calor
1. CARGAS ELECTRICAS Y LA LEY DE COULOMB.
Introducción
Una característica muy común 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. La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entre dos partículas con cargas q1 y q2 puedecalcularse a partir de la ley de Coulomb
Según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad K depende del medio que rodea a las cargas.
Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones sondespreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q' y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·10-9 Nm2/C2.
Desarrollo
la carga eléctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar lapérdida o ganancia de electrones.
la carga eléctrica que puede clasificarse como carga eléctrica positiva (protones) y carga eléctrica negativa (electrones). Los fenómenos eléctricos se atribuyen a la separación de las cargas eléctricas del átomo y su movimiento. Por esta razón el concepto de carga eléctrica es la base para definir los fenómenos eléctricos.
la unidad de medida de la carga es elcoulomb (c), en honor al físico e ingeniero militar charles augustin coulomb (1736 - 1806) este francés fue el primero en explicar de forma matemática la ley de atracción de las cargas.
un coulomb (c) es la carga de |6.24x1018| electrones o la carga de un electrón es una carga negativa de 1.6021x10-19 (c).
Materia
La materia se divide en moléculas, las cuales a su vez se dividen en átomos
Estos átomosse componen de dos partes: el núcleo y la periferia.
1- En el núcleo del átomo se encuentran:
- Los protones con carga eléctrica positiva, y
- Los neutrones que como su nombre insinúa, no tienen carga eléctrica o son neutros.
2- El la periferia se encuentran:
- Los electrones con carga eléctrica negativa.
En el átomo el número de electrones es igual al número de protones, por lo que se dice queel átomo es eléctricamente neutro.
# de protones = # de electrones
Hay algunos electrones que se encuentran en las órbitas más alejadas del núcleo, por lo que podrían liberarse fácilmente. Estos electrones son los llamados electrones de valencia
Ejemplo: El átomo de cobre tiene 29 protones y 29 electrones. De estos 29 electrones, 28 viajan en órbitas cercanas al núcleo y 1 viaja en una órbitalejana. A este electrón se le llama: electrón libre. (electrón de valencia)
Si un material tiene muchos electrones libres en su estructura se le llama conductor y si tiene pocos electrones libres se le llamaaisladores o aislantes
Ejemplos:
Conductores: Oro, plata, aluminio, cobre, etc.
Aisladores o aislantes: cerámica, vidrio, madera, papel, etc.
Cuando a un átomo de cualquier materia le falta unelectrón o más se le llama: Ión positivo
Cuando a un átomo de cualquier materia le sobra un electrón o más se le llama: Ión negativo
La carga eléctrica no se puede dividir indefinidamente porque existe una mínima cantidad de carga o cuanto de carga, es decir, la carga está cuantizada. La mínima cantidad de carga se llama electrón.
El Principio de conservación de la energía indica que la energía nose crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación. |
En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece...
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