Tema-Electricidad

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA

EMILIANO ZAPATA DEL ESTADO DE MORELOS[pic 2]

DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA INDUSTRIAL

“ELECTROESTATICA”

REPORTE DE UNIDAD DOS

CARRERA:

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA

ÁREA AUTOMATIZACIÓN

PRESENTA:

Carol Ivon Díaz Díaz

EMILIANO ZAPATA, MOR.NOVIEMBRE DEL 2015

Índice de figuras

Índice de tablas

Resumen

Summary

CAPÍTULO 1.        DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO        

1.1        Planteamiento del problema        

1.2        Objetivos        

1.2.1        General        

1.2.2        Específicos        

1.3        Justificación        

1.4        Alcances y Limitaciones        

1.4.1        Alcances        

1.4.2        Limitaciones        

CAPÍTULO 2.        MARCO TEÓRICO        

2.1        Revisión Bibliográfica        

2.1.1        Electroestática        

2.1.1.1        Historia de la electricidad        

2.1.1.2        Carga eléctrica        

2.1.1.3        Fuerza Electrica        

2.1.1.4        Unidad de carga eléctrica        

2.1.1.5        Ley de Coulomb con mas de dos cargas        

2.1.1.6        Trabajo electrico        

2.1.1.7        Energía potencial eléctrica        

2.1.2        Campo Eléctrico        

2.1.2.1        Intensidad del campo eléctrico en un punto.        

2.1.2.2        Líneas de Campo Eléctrico        

2.1.2.3        Potencial Eléctrico        

CAPÍTULO 3.        DESARROLLO        

3.1        Fenómenos electroestáticos con las aplicaciones industriales        

CAPÍTULO 4.        CONCLUSIONES        

4.1        Cumplimiento de objetivos        

4.2        Resultados        

Figura 2.1        

Figura 2.2        

Figura 2.3        

Figura 2.4        

Figura 2.5        

Figura 2.6        

Figura 2.7        

Figura 2.8        

Figura 2.9        

Figura 2.10        

Figura 2.11        

Figura 2.12        

Figura 2.13        

Figura 2.14        

Figura 2.15        

Figura 2.16        

Figura 2.17        

Figura 2.18        

Figura 2.19        

Figura 2.20        

Figura 2.21        

Figura 3.1 Ejemplo de un acelerador electroestático.        

La electrostática es la parte de la física que estudia las cargas eléctricas en equilibrio. Existen dos clases de cargas eléctricas, llamadas positiva y negativa, las del mismo signo se repelen, las de signo contrario se atraen. La carga eléctrica se presenta por múltiplos enteros de la unidad fundamental de carga que es la del electrón e, es decir está cuantizada. La carga del electrón es -e y la del protón +e. La fuerza de atracción o repulsión ejercida por una carga puntual sobre otra, es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esta fuerza está dirigida según la recta que une las cargas, y es atractiva si las cargas son de signos opuestos y repulsiva si son del mismo signo. Su expresión es G G F k q q r = ur 1 2 2 donde k es la constante de Coulomb de valor 2 2 9 9 10 C Nm k = ⋅ , q1 y q2 son las cargas, r la distancia que las separa y r u G es un vector unitario en el sentido de actuación de la fuerza. El campo eléctrico E G creado por un sistema de cargas puntuales en un punto del espacio se define como el cociente entre la fuerza neta ejercida por aquellas cargas sobre una carga testigo positiva colocada en dicho punto, y la magnitud de la carga testigo q0 . G G E F q = 0 El campo eléctrico debido a una carga puntual q a una distancia r de la carga es: G G E kq r = 2 ur donde r u G es el vector unitario dirigido desde la carga q hasta el punto considerado. Cargas eléctricas Ley de Coulomb Campo eléctrico 2 El campo eléctrico debido a un conjunto de cargas se obtiene utilizando el principio de superposición, es decir, es igual a la suma vectorial de los campos eléctricos creados por todas las cargas en ese punto: G G E k q r u j j = ∑ 2 rj El campo eléctrico debido a una distribución continua de carga en un punto, está dado por: G G E k dq r = ∫ 2 ur donde dq es la carga sobre un elemento diferencial de la distribución de carga y r es la distancia desde el elemento al punto considerado. Son curvas imaginarias que cumplen la condición de que en todo punto de las mismas son tangentes al vector campo eléctrico definido en ese punto. Se utilizan para representar el campo eléctrico en alguna región del espacio. Si se define en un punto de la línea un elemento diferencial de curva ds dxi dyj dzk G G G G = + + , por la condición de tangencia, el vector campo eléctrico es paralelo al ds. Por tanto dx E dy E dz xyz E = = Las líneas de campo se originan en cargas positivas y terminan en cargas negativas. Además, el número de líneas de campo por unidad de área a través de una superficie perpendicular a las líneas es proporcional a la magnitud de E G en esa región. El campo eléctrico indica la dirección en la que se produce la máxima disminución del potencial. La componente de E G en la dirección de un desplazamiento dl G está relacionada con el potencial por: E dV dl l = − Un vector que señala en la dirección de la máxima variación de una función escalar y cuya magnitud es la derivada de dicha función respecto a la distancia se denomina gradiente de la función. Por tanto, el campo eléctrico E G es el gradiente, cambiado de signo, negativo del potencial V. Líneas de campo eléctrico Potencial eléctrico 3 G G E V = −∇ En coordenadas rectangulares el campo eléctrico está relacionado con el potencial por: VVV E i jk x y z ∂ ∂ ∂ =− − − ∂∂ ∂ G G G G Todos los puntos situados sobre la superficie de un conductor cargado en equilibrio electrostático están al mismo potencial. Además, el potencial es constante en cualquier lugar en el interior del conductor e igual a su valor en la superficie. El Potencial eléctrico creado a una distancia r por una carga puntual q situada en el origen, se obtiene a partir de la expresión del campo eléctrico: G G E k q r = 2 ur.

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