Electromagnetism ooo
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Este documento describe diferentes tipos de electrización como la electrización por fricción, contacto, inducción y absorción óptica. También explica la Ley de Coulomb, que establece que las cargas eléctricas de signo contrario se atraen y las de mismo signo se repelen, y que la fuerza es directamente proporcional a las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Finalmente, define el concepto de permitividad como la facilidad de un medio para transmitir el campo eléctrico.
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- 2. CONCEPTO DE ELECTRIZACION Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro. Tipos de electrización: Electrización por fricción. Consiste en la electrización de un cuerpo mediante el rozamiento con otro, por ejemplo al frotar una varilla de ebonita con piel, lana o seda; la e3bonita se carga negativamente y la piel positivamente, entonces la ebonita después de frotarse tiene un exceso de electrones en tanto que la piel tendrá un déficit de electrones. Este fenómeno es muy común observarlo cuando tenemos el cabello limpio y seco, al peinarnos en la oscuridad podemos observar pequeñas chispas que son precisamente descargas eléctricas. Electrización por contacto. Este fenómeno se presenta cuando un cuerpo eléctricamente neutro es electrizado debido al contacto mecánico y eléctrico con un cuerpo que ha sido electrizado previamente, debido a que los electrones del cuerpo electrizado excitan a los electrones de valencia del cuerpo neutro y logra pasarlos a la banda de conducción. Electrización por inducción. Es la electrización de un cuerpo neutro solamente por el acercamiento con un cuerpo electrizado sin que haya contacto mecánico ni eléctrico; esto se debe a que el cuerpo electrizado previamente genera una región de campo eléctrico alrededor del mismo el cual interactiva y excita a los electrones de la banda de valencia del cuerpo neutro pasándolos al nivel energético de conducción. En el laboratorio se puede observar es te fenómeno acercando una barra de caucho electrizada, hacia una pequeña esfera de saúco o de unicel suspendida, y se puede ver que antes de hacer contacto se manifiesta una fuerza de atracción y después de repulsión. Electrización por absorción óptica. Este tipo de electrización se logra cuando la energía contenida en los fotones de luz, la cual es absorbida por los electrones de valencia de los materiales semiconductores, como el silicio excitándolos para pasar a la banda de conducción.
- 3. LEY DE COULOMB Y SUS CARACTERISTICAS Charles de Coulomb experimento con cargas eléctricas y también midió la fuerza entre ellas. Utilizando una balanza de torsión elaborada por el mismo, enuncio la ley que lleva su nombre “La ley de Coulomb”, la cual establece: 1º Las cargas eléctricas de un signo contrario se atraen y las de signos iguales se repelen. 2º La fuerza de atracción o de repulsión es directamente proporcional a la carga de cada cuerpo e inversamente proporcional a la de cuadrado que los separa. F= K .Q1 Q2 d2 q=carga de un objeto Q=carga de otro objeto d=distancia entre los dos F=magnitud de la fuerza eléctrica entre ellos K=constante de proporcionalidad K=9.0 x109 Nm2/coulomb2 Características: a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática); *La fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido.
- 4. b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario: Fq1 → q2 = −Fq2 → q1 ; - Silas cargas son de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción - Si las cargas son del mismo signo (– y – ó + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que indica repulsión. CONCEPTO DE PERMITIVIDAD A la permitividad del medio también se le llama Constante dieléctrica del medio La permitividad se puede explicar como el grado de facilidad que presenta el medio o espacio en el que se encuentra la carga eléctrica, para que se manifieste su ínter acción mediante la generación de los fenómenos eléctricos. Permitividad es la facilidad que presenta el medio para la transmisión del campo eléctrico.
- 5. Los científicos que investigaron sobre la permitividad del medio comprobaron experimentalmente que en un medio con menor densidad presenta mayor facilidad para la transmisión del capo eléctrico, por esta razón en el espacio que se encuentra al vació la permitividad tiene máximo valor. El valor de la permitividad está determinado en función de la fuerza que experimentan las cargas electrostáticas localizadas a cierta distancia, está en función directa del cuadrado de la carga eléctrica expresada en Coulomb (C) y en función inversa de la magnitud de la fuerza expresada en Newtons (N) y en función inversa al cuadrado de la distancia expresada en m de separación de las cargas eléctricas. Experimentalmente los científicos han comprobado que la permitividad del vació tiene el siguiente valor: La permisividad es una cantidad escalar cuya magnitud depende del medio solamente. Permitividad relativa e es la relación de la permitividad del medio con respecto a la permitividad del vació. Y es una cantidad que carece de unidades por esa razón se le llama cantidad Adimensional. La permitividad relativa se define matemáticamente como el cociente de la permitividad del medio entre la permitividad del vacío según la siguiente ecuación. De la expresión anterior se determina que la permitividad relativa del vacío es igual a la unidad Debido a que la permitividad del aire es aproximadamente igual ala permitividad del vació, para efectos de cálculos se consideran iguales en magnitud. Por esta razón la permitividad relativa del aire se considera igual a la permitividad relativa del vacío que es igual a la unidad. La magnitud de la permitividad relativa es diferente para cada medio en el que se encuentran interaccionando las cargas eléctricas, por ejemplo la permitividad relativa del aire y del vació es uno pero para el aceite es 4.6. Puesto que el medio que rodea las cargas eléctricas es un espacio volumétrico su valor fue determinado considerando el factor de 4p utilizado para determinar el volumen de la esfera. La constante K de proporcionalidad se le llama constante electrostática del medio, y su valor fue determinada experimentalmente, en donde se concluyo por los científicos que es, es inversamente proporcional producto de permitividad del medio, y por 4 p.
- 6. Así el valor de la permitividad se determina mediante la siguiente ecuación. Con la ecuación anterior se determina que la constante de proporcionalidad K de la Ley de Coulomb para el vacío. El número uno corresponde a la permitividad relativa del vació Al redondear cantidades en la actualidad se considera que la magnitud de la constante K tiene el siguiente valor. El valor de la constante K para el vació se considera igual para el aire.