Nociones de electromagnetismo

  Nociones de electromagnetismo

1.1) carga electica

A mediados del siglo XVIII, los experimentadores empezaron a considerar la electricidad como dos tipos de fluidos invisibles y no como una virtud de la materia, lo que se postulaba antes. El exceso de ese fluido originaba electrización positiva y su deficiencia, electrización negativa.

Existen dos tipos de cargas, las positivas y las negativas:

• La carga positiva, es por convenio, la carga eléctrica que adquiere el vidrio al frotarlo con la seda.
• La carga negativa, es también por convenio la carga eléctrica que adquiere el plástico al frotarlo con lana o con piel de gato.
• Los cuerpos que tienen carga eléctrica del mismo signo se repelen.
• Los cuerpos que tienen cargas de diferente signo se atraen.

Todos los cuerpos están formados por átomos. En estos átomos hay protones, que poseen carga positiva y electrones, con carga negativa. Los neutrones, partículas sin carga eléctrica, y los protones se encuentran en el núcleo, mientras que los electrones están en el exterior del núcleo.

1.2) conductores, semiconductores y aislantes

Conductores:

Los conductores son materiales que conducen la corriente eléctrica con facilidad. Generalmente son metales.

Semiconductores:

Los semiconductores son materiales que presentan unas características intermedias entre los conductores y los aislantes.

Aislantes:

Los aislantes son materiales que n conducen la corriente eléctrica, es decir, no permiten que los electrones se desplacen a través de ellos.

2.1) ley de coulomb.

El físico francés Charles Coulomb (1736-18068) estudio, mediante una balanza de torsión, las fuerzas con las que se atraían o se repelían los cuerpos cargados y llego a las siguientes conclusiones

• Las fuerzas eléctricas dependen de los valores de cargas. Cuantos mayores son esos valores, mayor es la fuerza con que se atraen o se repelen.
• Las fuerzas eléctricas dependen de la distancia que separa las cargas. Cuando la distancia aumenta, la fuerza entre ellas disminuye.

Podemos expresar la ley de coulomb así:

Las fuerzas de atracción o de repulsión que se ejercen dos cargas puntales q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las de las cargas proporcional al cuadro de la distancia que las separa.

2.2) el campo eléctrico

Michael Faraday (1791-1867) introdujo el término campo eléctrico para referirse a la influencia que ejerce un objeto cargado eléctricamente sobre el espacio que lo roda. Para determinar un campo eléctrico se utiliza una magnitud física denominada intensidad eléctrica, que se define así:

La intensidad del campo eléctrico, E, en un punto es el consiente entre el valor de la fuerza F que experimenta una carga de prueba q situada en ese punto y el valor de esa carga.

Puesto que la fuerza es un vector, el campo eléctrico E también lo es, aunque en esta expresión solo refleja la magnitud del campo eléctrico. Podemos inducir que la dirección y el sentido del campo eléctrico coinciden con la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre la carga de prueba colocada en el punto mencionado. Es importante notar que el campo eléctrico no depende de la carga de prueba; en cierta región del espacio, tiene un valor y una orientación en cada punto. La unidad de intensidad del campo eléctrico es el newton dividido por coulomb.

3.1) la energía potencial eléctrica

Si intentamos llevar la carga de prueba positiva q hacia la carga positiva que genera el campo eléctrico, debemos hacer sobre ella un trabajo e incrementar, como consecuencia lo que llamaremos la energía potencial elctrica u de la carga de prueba.

Si se libera una carga negativa, digamos un electrón, en las vecindades de una positiva, este es atraído por la carga; en consecuencia, se produce un aumento en la energía cinética, por tanto, una disminución en la energía potencial eléctrica.

3.2) interacción entre cargas

La energía potencial eléctrica creada por varias cargas es igual a la suma de las energías potenciales eléctricas de cada uno de los pares de carga del sistema.

4.1) El potencial eléctrico y el voltaje

Las unidades del potencial eléctrico son julio dividido por culombio (J/C), en honor de Alessandro Volta, 1julio/culombios se denomina un voltio.1 voltio= 1 V=1  j/c.

Esto significa que, independientemente, del valor de la carga a cada punto de una región en la que hay un campo eléctrico le corresponde un potencial eléctrico. La diferencia de potencial eléctrico, entre dos puntos se llama voltaje.

Un voltaje es, entonces, la diferencia de potencial entre dos puntos tales que, al trasladar una carga de 1C de un punto al otro, se realiza un trabajo de 1 J.

En todo campo eléctrico existen unas superficies sobre las cuales todos los puntos están al mismo potencial eléctrico. Esas superficies se llaman superficies equipotenciales.

5.1) los condensadores

 En actualmente los condensadores, también denominados capacitadores, son dispositivos que se utilizan en diferentes ares de la electricidad y la electrónica. Un tipo de condensador es el plano p de placas paralelas. Aunque muchos de los utilizados actualmente difieren de él en su forma, su principio de funcionamientos el mismo. En el interior de un condensador de placas paralelas, el campo eléctrico es uniforme.

La constante C recibe el nombre de capacidad electica del condensador o capacitancia. Su unidad en el sistema internacional de unidades es culombio por voltio (C/V); esta unidad se llama faradio (F).

La capacidad eléctrica indica la cantidad de carga que pueda almacenar un condensador depende de los materiales que lo constituyen, de su tamaño y su forma.

5.2) condensadores en serie y en paralelo

Dado un sistema de condensadores unidos entre sí, se denomina capacidad equivalente, a la capacidad total del sistema de condensadores.

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