Eslectroestática
- 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para La Educación U.E.C. “Monseñor Aguedo Felipe Alvarado” Barquisimeto – Estado Lara ELECTROESTATICA Integrantes: Agüero Williammary Aranguren María Pérez Crisbely Pineda Génesis Profesor: Eliezer Namia Año: 5 Sección: A
- 2. CONTENIDO 1. Estructura de la materia. 2. Carga eléctrica. 3. Acción y Reacción entre cargas eléctricas. 4. Ion positivo. 5. Ion negativo. 6. Electricidad por frotamiento. 7. Tres (03) formas de cargar un cuerpo. 8. Conductor, aislante y semiconductor. 9. Ley de Coulomb.
- 3. Materia: Es todo lo que tiene peso, volumen y ocupa un lugar en el espacio. Toda la materia está constituida de átomos y moléculas; la molécula es la parte más pequeña que se puede obtener de una sustancia determinada que conserva todas las propiedades y características físicas y químicas. Ejemplo: Si una gota de agua la dividimos en partes cada vez más pequeñas llegaremos a la molécula del agua con las mismas características: Incolora, Inodora e Insípida, es decir que no tiene color, no tiene olor y no tiene sabor. Una molécula está compuesta de dos o más átomos. Los átomos no son indivisibles, cada átomo de la naturaleza se conforma de tres clases de partículas: En el núcleo contiene los Neutrones y Protones y a su alrededor gira a grandes velocidades otra partícula llamada Electrón.
- 4. Los Electrones: Se encuentran en la periferia o corteza del átomo y tienen carga eléctrica negativa. Los electrones se encuentran distribuidos en órbitas ó capas concéntricas en torno al núcleo; cada una contiene un determinado número de ellos, a saber: La primera, más próxima al núcleo, debe tener hasta dos (02) electrones, la segunda hasta ocho (08) , la tercera hasta dieciocho (18), la siguiente treinta y dos (32), así sucesivamente; pero en la última capa no contendrá más de ocho (08) electrones . Obsérvese la figura: o Los Protones: Se encuentran en el núcleo del átomo, tienen carga eléctrica positiva. o Los Neutrones: Se encuentran en el núcleo del átomo y no tienen carga eléctrica. Obsérvese en la figura:
- 5. La carga eléctrica se define como: La propiedad de la materia en virtud de la cual es capaz de ejercer fuerzas de tipo eléctrico. Se designa habitualmente por la letra q. La carga eléctrica constituye una medida de la intensidad de las fuerzas eléctricas que un cuerpo es capaz de ejercer. También se suele decir que la carga eléctrica constituye una medida de la cantidad de electricidad de un cuerpo. Propiedades: Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas. Cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen. La carga eléctrica neta de un cuerpo es la suma algebraica de sus cargas positivas y negativas; un cuerpo que tiene cantidades iguales de electricidad positiva y negativa (carga neta cero) se dice que es eléctricamente neutro. Obsérvese las figuras:
- 6. 1. Cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática); 2. Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido. 3. 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 ; En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia r y se expresa en forma de ecuación como: k es una constante conocida como constante Coulomb y las barras denotan valor absoluto. F es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del signo que aparezca (en función de que las cargas sean positivas o negativas). - Si las cargas son de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción
- 7. - Si las cargas son del mismo signo (– y – ó + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que indica repulsión. En el gráfico vemos que, independiente del signo que ellas posean, las fuerzas se ejercen siempre en la misma dirección (paralela a la línea que representa r), tienen siempre igual módulo o valor (q1 x q2 = q2 x q1) y siempre se ejercen en sentido contrario entre ellas. Recordemos que la unidad por carga eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el Coulomb. 4. Hasta donde sabemos la ley de Coulomb es válida desde distancias de muchos kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y electrones en un átomo.
- 8. La materia está formada por átomos. UN ION POSITIVO EN EL ATOMO Cada átomo, en su giro, está hecho de DE CLORO SE CONVIERTE EN ION componentes cargados eléctricamente: NEGATIVO un núcleo central positivo, donde está concentrada la mayoría de la masa de los átomos, y uno o más electrones negativos. El núcleo y los electrones se mantienen unidos por la atracción eléctrica entre las cargas positiva (+) y negativa (-). En cualquier átomo, las dos cargas están exactamente equilibradas, de tal forma que para el mundo exterior el átomo es eléctricamente neutro.
- 9. Los iones negativos son cargas eléctricas EN LA NATURALEZA LOS que se originan con la fricción del aire con los objetos del terreno o la fricción de IONES NEGATIVOS SON masas de agua (mares, ríos). CREADOS POR EL VIENTO Normalmente la superficie de la Tierra está cargada negativamente. Pero antes de las tormentas se generan cargas positivas, y más en los objetos punzantes o de naturaleza metálica (conductores). Los iones positivos irritan los neurotransmisores del celebro y ponen nerviosos a la gente. Normalmente antes de las tormentas notamos este estado de nerviosismo. En cambio, los iones negativos, nos aportan confort, bienestar y placer. Una tranquilidad que se puede respirar tras descargar las tormentas o estando junto a una cascada (o cerca del mar, con las olas). Así pues resulta muy, muy relajante ir al monte y sentarse junto a un salto de agua. Los iones negativos que se generan por rozamiento ayudan a proporcionar bienestar a nuestro sistema nervioso. Hasta se comercializan aparatos que generan iones negativos para poner en casa .
- 10. Electrización por frotamiento: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Ejemplos: •Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. •Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño al lápiz.
- 11. 1. Carga por Inducción: Si acercamos un cuerpo cargado negativamente a un conductor aislado, la fuerza de repulsión entre el cuerpo cargado y los electrones de valencia en la superficie del conductor hace que estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo cargado, quedando la región más cercana con una carga positiva, lo que se nota al haber una atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin embargo, la carga neta del conductor sigue siendo cero (neutro). 2. Carga por el Efecto Fotoeléctrico: Sucede cuando se liberan electrones en la superficie de un conductor al ser irradiado por luz u otra radiación electromagnética. 3. Carga por Electrolisis: Descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua. 4. Carga por Efecto Termoeléctrico: Significa producir electricidad por la acción del calor.
- 12. CONDUCTOR AISLANTE SEMICONDUCTOR Un conductor eléctrico es un Aislante hace referencia a Un semiconductor es material que ofrece poca cualquier material que impide un elemento que se resistencia al paso de la la transmisión de la energía en comporta como un electricidad. cualquiera de sus formas: con conductor o como Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy masa que impide el transporte aislante dependiendo de baja. Los mejores conductores de energía. Tipos de aislantes: diversos factores, como eléctricos son metales como: el El aislante acústico que por ejemplo el campo cobre, el hierro y el aluminio, aísla para que no fastidie el eléctrico o magnético, la los metales y sus aleaciones, ruido. presión, la radiación que aunque existen otros materiales El aislante eléctrico que le incide, o la temperatura no metálicos que también aísla la electricidad. del ambiente en el que se poseen la propiedad de El aislador de microondas encuentre. conducir la electricidad, como que aísla circuitos de el grafito o las disoluciones y microondas. soluciones salinas (por ejemplo, El aislante térmico, que el agua de mar) o cualquier aísla la temperatura. material en estado de plasma. El aislador de barrera, que aísla del medio ambiente procesos de laboratorios.
- 13. La Ley de Coulomb puede expresarse como: La 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. La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas. Enunciado de la ley La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrostática. En términos matemáticos, la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1 y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia d se expresa como: Dadas dos cargas puntuales q1 y q2 y separadas una distancia d en el vacio, se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por: La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:
- 14. Donde es un vector unitario, siendo su dirección desde la carga que produce la fuerza hacia la carga que la experimenta. Al aplicar esta fórmula en un ejercicio, se debe colocar el signo de las cargas q1 o q2, según sean éstas positivas o negativas. El exponente (de la distancia: d) de la Ley de Coulomb es, hasta donde se sabe hoy en día, exactamente 2. Experimentalmente se sabe que, si el exponente fuera de la forma , entonces . Representación gráfica de la Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo. Kelvin (K): Unidad de Coulomb o culombio (C). temperatura termodinámica Unidad de carga eléctrica. Definición: un kelvin es la Definición: un culombio es la temperatura termodinámica cantidad de electricidad que correspondiente a 1/273,16 una corriente de un amperio de de la temperatura intensidad transporta durante termodinámica del punto un segundo. triple del agua.
- 15. GRACIAS POR SU ATENCION!!!