COMPLETAR EJERCICIOS

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Ejercicio E-3   

¿^Cuál debe ser la distancia entre la carga puntualq1=26.3 C y la carga puntual

q2=-47.1C para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5.66 N?

f=k(q¹q²)/r²  

r²=k(q₁q₂)/f

r=√ k(q₁q₂)/f

r= √9 * 10⁹ * N * m² / C²(26.3*47.1)/5.66

r=√1969.71*10⁹/5.66

r=√348*10⁹

r=1.86*10³m

Ejercicio E-4   

Calcular la distancia entre el electrón y el protón de un átomo de hidrógeno, si la fuerza  de atracción es de 8,17 x10-8 N

R=  f=k(q¹q²)/r²    f=  9 * 10⁹ * N * m² / C² ( 1,602 x 10^–19 )(-1,602*10^-19  )/r²

8,17 x10-8 N=  9 * 10⁹ * N * m² / C² ( 1,602 x 10^–19 )(-1,602*10^-19  )/r²

 R=√9 * 10⁹ * N * m² / C² ( 1,602 x 10^–19 )(-1,602*10^-19   )/ 8,17 x10-8 N

R=√23.04*10^-29 /8.17*10^-8

R=√2.82*10^-21

R=1.679*10^-21 m.

Equipo	5.5 Definición del Campo eléctrico.	5.6 Intensidad del campo eléctrico.
1	Es más útil, imaginar que cada uno de los cuerpos cargados modifica las propiedades del espacio que lo rodea con su sola presencia. Supongamos, que solamente está presente la carga Q, después de haber retirado la carga q del punto P. Se dice que la carga Q crea un campo eléctrico en el punto P. Al volver a poner la carga q en el punto P, cabe imaginar que la fuerza sobre esta carga la ejerce el campo eléctrico creado por la carga Q. El punto P puede ser cualquiera del espacio que rodea a la carga Q. Cada punto P del espacio que rodea a la carga Q tiene una nueva propiedad, que se denomina campo eléctrico E que describiremos mediante una magnitud vectorial, que se define como la fuerza sobre la unidad de carga positiva imaginariamente situada en el punto P. La unidad de medida del campo en el S.I. de unidades es el N/C	La intensidad del campo eléctrico en un punto es una magnitud vectorial que se mide por el cociente entre la fuerza que ejerce el campo sobre una carga de prueba positiva + qo, colocada en el punto y el valor de dicha carga. La dirección del vector intensidad del campo eléctrico en un punto coincide con la dirección de r y su sentido coincide con el de la fuerza eléctrica e que actúa sobre una carga de prueba positiva En el Sistema Internacional (S.I) la unidad de fuerza es el Newton (New) y la unidad de carga eléctrica es el Coulomb ( C ). Por consiguiente, la unidad S.I de intensidad del campo eléctrico es el New/C. colocada en el punto.
2
3	El campo eléctrico es la zona del espacio donde cargas eléctricas ejercen su influencia. Es decir que cada carga eléctrica con su presencia modifica las propiedades del espacio que la rodea.	Se llama intensidad de campo eléctrico  en un punto al valor de la fuerza resultante de origen eléctrico que actúa sobre una carga puntual dividido el valor de la carga (carga exploradora, elemental o testigo) colocada en dicho punto.
4	El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:	Un campo en general almacena y mueve energía. La densidad volumétrica de energía de un campo eléctrico está dada por la expresión siguiente: Por lo que la energía total en un volumen V está dada por: donde dV es el diferencial de volumen.
5	El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:	Una carga positiva o negativa modifica las propiedades del espacio circundante creando a su alrededor un campo eléctrico que se pone de manifiesto por un efecto de atracción o de repulsión sobre una carga de prueba colocada en el campo.
6	La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton partido de culombio (N/C), voltio partido de metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1.	La intensidad del campo eléctrico en un punto es una magnitud vectorial que se mide por el cociente entre la fuerza que ejerce el campo sobre una carga de prueba positiva + qo, colocada en el punto y el valor de dicha carga Unidad de intensidad del campo eléctrico Un volt por metro (V/m) es la intensidad de un campo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 coulomb

Mapa conceptual de la electricidad

Recapitulación 4

POR EQUIPO HACER EL MAPA CONCEPTUAL DE:

La Electricidad

Tema CARGA Y CORRIENTE ELÉCTRICA

EQUIPO

1.     El origen de la electricidad

o    Los primeros estudios que se conocen relacionados con la electricidad se hicieron en la antigua Grecia, alrededor del siglo IV a.C.

o    El filosofo griego Mileto estudiaba varios materiales como el ámbar

o    La palabra electricidad deriva de electrón que en griego significa ámbar

2.      La materia está formada por partículas con carga eléctrica

o    Todos los cuerpos están formados por átomos que contienen algunas partículas como carga eléctrica.

o    La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de las partículas elementales, así como la masa.

o    Los electrones tienen cargas positivas y negativas

3.      

o    La electrización consiste en la generación de un desequilibrio eléctrico en un cuerpo.

o    La electrización por frotamiento consiste en frotar dos cuerpos de ciertos materiales entre sí, como lana y vidrio, o seda y plástico.

o    La electrización por contacto consiste en tocar un cuerpo neutro con otro electrizado.

o    Otra forma de electrizar un cuerpo son la polarización y la inducción.

4.      

o    A mediados del siglo XVIII, el físico estadounidense Benjamín Franklin demostró que dos cargas eléctricas de igual signo se repelen y dos cargas eléctricas de distinto signo se atraen.

o    La unidad de medida de la carga eléctrica es el coulomb (C) y un coulomb corresponde a la carga total de 6,25 X10 18 electrones.

5.     La electrización por inducción

o    A electrización por inducción se produce cuando acercamos, sin tocar, un cuerpo cargado a uno neutro para inicialmente polarizarlo, es decir, separar las cargas negativas de las positivas en él, y luego se conecta a tierra o a otro material (tocándolo con el dedo, por ejemplo).

o    Interacción electrostática entre las cargas, Ley de Coulomb, a magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

6.     Campo eléctrico.

o    El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.

Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

o    La intensidad del campo eléctrico en un punto es una magnitud vectorial que se mide por el cociente entre la fuerza que ejerce el campo sobre una carga de prueba positiva + q_o, colocada en el punto y el valor de dicha carga.

Corriente electrica

Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

En un circuito eléctrico cerrado la. Corriente circula siempre del polo. Negativo al polo positivo de la. fuente de fuerza electromotriz.(FEM),

Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre

Potencial y Diferencial de potencial

En el campo gravitatorio, las cargas "gravitatorias" son las masas. Una masa situada a cierta altura, tiende a caer hacia el suelo, (atraída por la masa de la Tierra) y es capaz de desarrollar más trabajo cuanto más alta se la coloque, se dice entonces que tiene más potencial gravitatorio.  

En el campo eléctrico, esa "altura" eléctrica (esa capacidad de desarrollar un trabajo), se denomina POTENCIAL ELECTRICO,  y las cargas tienden a "caer" desde los potenciales más altos a los más bajos, desarrollando un trabajo.  

Como se desprende de la comparación gravitatoria, el concepto de potencial es relativo: (por ejemplo, cuando hablamos de la altura de un edificio, nos referimos a la altura respecto a la calle, sin embargo, cuando hablamos de la altura de una montaña, nos referimos a la altura sobre el nivel del mar) así pues en algún punto habrá que fijar la referencia.  

Igualmente en Electrostática, hay que fijar un origen de potenciales que, por otra parte, será arbitrario. Algunas veces se toma como origen el potencial de la Tierra, y se dice entonces que la Tierra está a potencial cero. Otras veces es el infinito el que se toma como punto de referencia.  

De todos modos, para nosotros ese no va a ser lo importante, ya que lo que más nos interesa no es el potencial a que está la carga, sino la DIFERENCIA DE POTENCIAL, es decir la "diferencia de alturas" o diferencia entre los potenciales de dos puntos entre los cuales se va a mover nuestra carga.  

Así pues, se define la diferencia de potencial (d.d.p.) entre dos puntos como el trabajo que realiza la unidad de carga (el culombio) al caer desde el potencial más alto al más bajo.  

Los potenciales y diferencias de potencial, en el Sistema Internacional, se expresan en VOLTIOS.   

Divisores más usuales del voltio:  
 

	Voltios	mili voltios	Micro voltios
1 Voltio (V) =	1	103	106
1 mili voltio(mV) =	10-3	1	103
1 micro voltio(mV) =	10-6	10-3	1

Energia potencial en el campo electrico

Se realiza trabajo cuando una fuerza desplaza un objeto en la dirección de la fuerza. Un objeto tiene energía potencial en virtud de su posición, digamos en un campo de fuerza. Por ejemplo, si alzas un objeto a cierta altura, estás realizando trabajo sobre el objeto. Además, estás incrementando su energía potencial gravitacional. Cuanto mayor es la altura a la que llevas el objeto, más grande es el aumento en su energía potencial. La realización de trabajo sobre el objeto hace que aumente su energía potencial gravitacional.
Análogamente, un objeto con carga puede tener energía potencial en virtud de su posición en un campo eléctrico. Del mismo modo que se requiere trabajo para alzar un objeto contra el campo gravitacional de la Tierra, se necesita trabajo para empujar una partícula con carga contra el campo eléctrico de un cuerpo cargado. La energía potencial eléctrica de una partícula con carga aumenta cuando se realiza trabajo para empujarla contra el campo eléctrico de algún otro objeto cargado.
Imaginemos una carga positiva pequeña ubicada a cierta distancia de una esfera positivamente cargada. Si acercamos la carga pequeña a la esfera invertiremos energía en vencer la repulsión eléctrica. Del mismo modo que se realiza trabajo al comprimir un resorte se hace trabajo al empujar la carga contra el campo eléctrico de la esfera. Este trabajo es equivalente a la energía que adquiere la carga. La energía que ahora posee la carga en virtud de su posición se llama energía potencial eléctrica. Si soltamos la esfera, se acelerará alejándose y su energía potencial se transformará en energía cinética.

Intensidad de campo eléctrico

Definición:  Se llama intensidad de campo eléctrico  en un punto al valor de la fuerza resultante de origen eléctrico que actúa sobre una carga puntual dividido el valor de la carga (carga exploradora, elemental o testigo) colocada en dicho punto.

Líneas del campo eléctrico
El campo eléctrico se representa gráficamente mediante las llamadas líneas de campo o líneas de fuerza.

• Indican la dirección del campo E. Se dibujan de manera que son tangentes a la dirección del campo en cada punto.
• Su densidad indica la intensidad del campo.
•  Son abiertas.
• El número de líneas que salgan de una carga positiva o entren en una carga negativa debe ser proporcional a dicha carga.
• Las líneas de campo no pueden cortarse.
• Si el campo es uniforme, las líneas de campo son rectas paralelas.