Fuerzas y campo eléctrico
Páginas: 9 (2215 palabras)
Publicado: 6 de diciembre de 2011
III. ELECTROMAGNETISMO.
ELECTRICIDAD.
ELECTROSTÁTICA
En el estudio de la electricidad se comienza con la electrostática que como su nombre lo dice, es el estudio de los fenómenos eléctricos estáticos; es decir, es el estudio de las cargas eléctricas sin movimiento, existiendo entre ellas, fuerzas eléctricas que son la base de los fenómenos eléctricos.
La carga eléctrica, Es lacantidad de electricidad que tiene un cuerpo.
La carga eléctrica es la base de los fenómenos eléctricos por lo que se considera una propiedad fundamental como el tiempo, longitud y masa.
Existen 2 tipos de cargas eléctricas, que arbitrariamente se les nombra como: cargas positivas y cargas negativas. En la actualidad se sabe que están asociadas con las partículas subatómicas como son: losPROTONES y los ELECTRONES.
De allí se tiene que la cantidad mínima de carga es la de un protón y/o electrón de: ±1.6 x 10-19 C. pero, por ser tan pequeño, se toma su valor como el de un Coulomb (C), el cual tiene la carga de 6.25X1018 electrones o protones. Considerándose dicho Coulomb (C) como la unidad estándar.
ELECTRIZACIÓN
Los átomos son eléctricamente neutros y los metales por suconfiguración tienen un mínimo de electrones en su última órbita, por lo que fácilmente se pueden desprender de éstos y debido a esta cualidad se les llama conductores. Para que esto ocurra existen 3 procedimientos llamados: FROTACIÓN, CONTACTO e INDUCCIÓN.
LA FROTACIÓN, es un proceso de electrización que sucede cuando se talla una barra de ebonita con una piel de animal donde, los electrones dela piel pasan a la barra cargándola negativamente. O si frotamos una barra de vidrio con una tela de seda, los electrones del vidrio pasan a la tela cargándose de esta manera la barra positivamente.
POR CONTACTO, es cuando un cuerpo electrizado, ya sea positivo o negativo, hace contacto con un cuerpo neutro, especialmente conductor entonces, los electrones en exceso o protones en excesopasan a éste, hasta que quedan en equilibrio, es decir, cuando se distribuyen las cargas.
LA INDUCCIÓN, es un procedimiento que se utiliza para electrizar diferentes cuerpos sin hacer contacto y cambiando la carga al cuerpo que se va a electrizar. Debido a la propiedad que tienen las cargas de ser atraídas o repelidas mediante la siguiente regla.
FUERZAS ELECTRICAS
Al analizar lasinteracciones existentes entre los cuerpos cargados eléctricamente, Lo cual fue estudiado por Coulomb, se estableció la ley que lleva su nombre y que se enuncia así:
“la fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa”
Matemáticamente ésta queda representada como lasiguiente proporción:
[pic]
Esta proporción se resuelve mediante la constante eléctrica (K) quedando en forma de ecuación como sigue:
[pic]
F = Fuerza en (N) r = Distancia entre cargas en (m)
K = Constante eléctrica igual a 9(109 N(m2 / C2 q1 y q2 = Cargas eléctricas en Coulombs (C)
Ejemplo. Dos cargas de q1=25(C y q2=16(C están separadas r12 =80mm y una 3a. carga q3=60(C estácolocada a r31 =30mm de la carga de q1=25(C entre las dos cargas. ¿Cuál es la fuerza resultante (FR) sobre la 3a. Carga (q3)?
Datos Planteamiento Sustitución
q1 = 25 (C calculan las fuerzas sobre q3
por las otras dos cargas q1 y q2.
q2 = 16 (C[pic] [pic]
q3 = 60 (C F31 = 15000N.
r12 = 80 mm [pic] [pic]
r31 = 30 mm F23 = 3456N.
Se realiza la suma vectorial colineal
r32 = 50 mm FR=F31 - F23...
ELECTRICIDAD.
ELECTROSTÁTICA
En el estudio de la electricidad se comienza con la electrostática que como su nombre lo dice, es el estudio de los fenómenos eléctricos estáticos; es decir, es el estudio de las cargas eléctricas sin movimiento, existiendo entre ellas, fuerzas eléctricas que son la base de los fenómenos eléctricos.
La carga eléctrica, Es lacantidad de electricidad que tiene un cuerpo.
La carga eléctrica es la base de los fenómenos eléctricos por lo que se considera una propiedad fundamental como el tiempo, longitud y masa.
Existen 2 tipos de cargas eléctricas, que arbitrariamente se les nombra como: cargas positivas y cargas negativas. En la actualidad se sabe que están asociadas con las partículas subatómicas como son: losPROTONES y los ELECTRONES.
De allí se tiene que la cantidad mínima de carga es la de un protón y/o electrón de: ±1.6 x 10-19 C. pero, por ser tan pequeño, se toma su valor como el de un Coulomb (C), el cual tiene la carga de 6.25X1018 electrones o protones. Considerándose dicho Coulomb (C) como la unidad estándar.
ELECTRIZACIÓN
Los átomos son eléctricamente neutros y los metales por suconfiguración tienen un mínimo de electrones en su última órbita, por lo que fácilmente se pueden desprender de éstos y debido a esta cualidad se les llama conductores. Para que esto ocurra existen 3 procedimientos llamados: FROTACIÓN, CONTACTO e INDUCCIÓN.
LA FROTACIÓN, es un proceso de electrización que sucede cuando se talla una barra de ebonita con una piel de animal donde, los electrones dela piel pasan a la barra cargándola negativamente. O si frotamos una barra de vidrio con una tela de seda, los electrones del vidrio pasan a la tela cargándose de esta manera la barra positivamente.
POR CONTACTO, es cuando un cuerpo electrizado, ya sea positivo o negativo, hace contacto con un cuerpo neutro, especialmente conductor entonces, los electrones en exceso o protones en excesopasan a éste, hasta que quedan en equilibrio, es decir, cuando se distribuyen las cargas.
LA INDUCCIÓN, es un procedimiento que se utiliza para electrizar diferentes cuerpos sin hacer contacto y cambiando la carga al cuerpo que se va a electrizar. Debido a la propiedad que tienen las cargas de ser atraídas o repelidas mediante la siguiente regla.
FUERZAS ELECTRICAS
Al analizar lasinteracciones existentes entre los cuerpos cargados eléctricamente, Lo cual fue estudiado por Coulomb, se estableció la ley que lleva su nombre y que se enuncia así:
“la fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa”
Matemáticamente ésta queda representada como lasiguiente proporción:
[pic]
Esta proporción se resuelve mediante la constante eléctrica (K) quedando en forma de ecuación como sigue:
[pic]
F = Fuerza en (N) r = Distancia entre cargas en (m)
K = Constante eléctrica igual a 9(109 N(m2 / C2 q1 y q2 = Cargas eléctricas en Coulombs (C)
Ejemplo. Dos cargas de q1=25(C y q2=16(C están separadas r12 =80mm y una 3a. carga q3=60(C estácolocada a r31 =30mm de la carga de q1=25(C entre las dos cargas. ¿Cuál es la fuerza resultante (FR) sobre la 3a. Carga (q3)?
Datos Planteamiento Sustitución
q1 = 25 (C calculan las fuerzas sobre q3
por las otras dos cargas q1 y q2.
q2 = 16 (C[pic] [pic]
q3 = 60 (C F31 = 15000N.
r12 = 80 mm [pic] [pic]
r31 = 30 mm F23 = 3456N.
Se realiza la suma vectorial colineal
r32 = 50 mm FR=F31 - F23...
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