Revista Fisica #3

13/5/2010

Universidad Autónoma de Guerrero | Preparatoria #4 “Pablo Neruda”

.- ELECTROSTATICA

En nuestros tiempos gracias a la electricidad casi todo ha tenido un gran avance.

La electricidad se divide en:

Electrostática: Encargada de estudiar a las cargas eléctricas en reposo.

Electrodinámica: Estudia a las cargas eléctricas en movimiento.

CARGA ELECTRICA

Toda la materia está constituida por átomos y estos a su vez de partículas elementales o cargas como son: electrones (con carga negativa), protones (con carga positiva) y neutrones (no poseen ninguna carga)

El átomo contiene un núcleo y allí se encuentran los protones y neutrones, mientras los electrones giran alrededor de este.

Un átomo es neutro porque cuenta con igual numero de cargas positivas y negativas.

Cuando se carga eléctricamente un cuerpo puede ganar electrones o cederlos.

COMO ELECTRIZAR A LOS CUERPOS

Un cuerpo esta cargado eléctricamente, cuando gana o pierde electrones.

La interacción entre las cargas de igual o diferente signo y reafirmar el principio fundamental de la electricidad el cual dice: cargas del mismo signo se repelen y de cargas de diferente signo se atraen.

FORMAS DE ELECTRIZAR A LOS CUERPOS

Hay tres formas de electrizar a los cuerpos entre ellas algunas se presentan de forma natural en algunas ocasiones y otras inducidas en las que interviene la mano del hombre las cuales son:

FROTAMIENTO

Es un método sencillo de cargar eléctricamente a los cuerpos, se le puede experimentar de forma natural

INDUCCION

Cuando un cuerpo electrizado se acerca a otro sin electrizar. Se le llama así porque al electrizar a uno de ellos en el se forma un campo y al acercarlo a un material que no se ha electrizado, este se electriza por inducción

CONTACTO

Cuando un cuerpo al encontrarse cargado negativamente se une con otro este cederá electrones al otro con el cual se le pone en contacto, en cambio si un cuerpo cargado positivamente se pone en contacto con otro atraer parte de los electrones de dicho cuerpo.

MATERIALES AISLANTES, CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES, SUPERCONDUCTORES DE ELECTRICIDAD

AISLANTES: Son los que no permiten el paso e intercambio de electrones periféricos siendo sus átomos normalmente estables, es decir, que no permiten el paso de la corriente eléctrica. Algunos materiales aislantes son:

La madera, El vidrio, El plástico, La cerámica.

Algunos materiales son usados en el recubrimiento de los alambres conductores, esto ase que la corriente circule por el interior del conductor y sus electrones no salgan al exterior del alambre, protegiéndonos así de descargas o choques eléctricos.

En los alambres conductores para instalaciones eléctricas suelen usarse revestimientos de plástico como aislantes; para los hilos de cobre de algunas bobinas como las que se emplean para la construcción de algunos transformadores, suelen aislarse con una delgada capa de barniz. Para las líneas de alta tensión suelen usarse buenos materiales aislantes como el vidrio, porcelana u otro material cerámico, esto se debe a que las altas tensiones ocasionan los arcos eléctricos.

La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y poliestireno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.

CONDUCTORES:

Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como son el grafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal más empleado es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro.

SEMICONDUCTORES

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta.

Elemento Grupo Electrones en

la última capa

Cd

II B 2 e-

Al, Ga, B, In

III A 3 e-

Si, C, Ge

IV A 4 e-

P, As, Sb

V A 5 e-

Se, Te, (S)

VI A 6 e-

El elemento semiconductor más usado es el silicio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

LEY DE COULOMB

El científico francés charles coulomb estudio las leyes de atracción y repulsión de las cargas eléctricas en reposo.

Observo que a mayor distancia entre dos cuerpos cargados, menor será la atracción o repulsión y a menor distancia entre dos cuerpos cargados mayor será la atracción o repulsión.

También descubrió que la fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos cuerpos electrizados incrementa de forma proporcional al producto de sus cargas.

Coulomb empleo una balanza de torsión para estudiar las fuerzas electrostáticas y determino que la fuerza ejercida por una carga sobre otra es directamente proporcional al producto de ambas cargas.

También observo que la fuerza

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