Unidad 1:Electromagnetismo

Liceo Bicentenario Viña del marFÍSICA

Prof. Paula Durán Ávila4° año medio 2013

Capítulo 1: Electrostática

Objetivos

Al término de la unidad, usted deberá:1. Comprender las propiedades de la carga

eléctrica.2. Reconocer los procedimientos para cargar

un cuerpo.3. Calcular intensidad de corriente eléctrica.4. Diferenciar tipos de corriente eléctrica.5. Calcular resistencia de conductores.6. Aplicar ley de Ohm.7. Calcular resistencia equivalente de un

circuito.

Carga Electrostática

Existen dos tipos de carga: Electrones ( - ) Protones (+)

Según la carga neta los cuerpos pueden ser: Positivos Negativos Neutros

Carga Electrostática

CUERPO NEGATIVO CUERPO POSITIVO

Posee un déficit de electrones.

5

Posee un exceso de electrones.

Ley de los Signos o de Atracción y Repulsión

Formas de Electrizar un Cuerpo

Existe un tránsito de electrones entre cuerpos.

Existen tres formas de electrización de un cuerpo: Frotamiento Contacto Inducción

Electrización por Frotación

Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo.

Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto signo.

8

¿Qué le ocurre a una peineta de plástico que ha sido frotada con el pelo?

Ejemplo:

Electrización por Contacto

Al estar en contacto un cuerpo neutro con otro electrizado, se produce transferencia de electrones.

Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de igual signo.

Antes de continuar debes saber…

CONTACTO A TIERRA POLARIZACIÓN

la carga negativa está en un extremo y en el otro está la carga positiva.

Se produce por el desplazamiento de los electrones.

Electrización por Inducción Al acercar un cuerpo

cargado (inductor) a uno neutro (inducido), se produce en éste una polarización.

Si se conecta el cuerpo a tierra, se produce transferencia de electrones

El cuerpo inducido electrizado con carga de diferente signo al inductor.

Materiales

CONDUCTORESAISLANTES O DIELÉCTRICOS

Aislantes y Conductores

EJERCICIO Nº 1 Un cuerpo está cargado negativamente cuando tiene

I. cierto número de electrones libres.II. déficit de electrones.III. exceso de electrones.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I Y III

toConocimien

C

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EJERCICIO Nº 2 Se tiene un electroscopio cargado negativamente, producto

de lo cual se produce una pequeña separación de las hojas. Si ahora se aproxima una esfera con carga negativa a la esfera metálica del electroscopio, como muestra la figura, se espera que las hojas del electroscopio

I. se separen aún más.II. se acerquen.III. permanezcan igual.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) No se puede determinar.E) Ninguna de ellas.

Análisis

A

16

EJERCICIO Nº 3

Una barra aislante P, electrizada positivamente, se coloca en las proximidades de una barra metálica B (fija), no electrizada. La esfera conductora E, también descargada, está suspendida por un hilo aislante, próxima al otro extremo de la barra. Se puede afirmar que

I. la barra B se polariza.II. la esfera E se polariza.III. la barra B y la esfera E se atraen.A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) I, II y III

Análisis

E

17

EJERCICIO Nº 4

Al poner en contacto dos cuerpos, uno cargado positivamente y otro neutro, se espera que

A) ambos cuerpos queden cargados positivamente.B) un cuerpo quede positivo y el otro negativo.C) ambos cuerpos queden cargados negativamente.D) ambos queden neutros.E) que los cuerpos mantengan su estado eléctrico.

toConocimien

A

18

Corriente Eléctrica

Cargas eléctricas en movimiento

Intensidad de corriente eléctrica:

t

QI

Variable Letra Unidad

Intensidad de corriente eléctrica

I A: Ampere

Carga eléctrica Q C: Coulomb

Tiempo t s: segundos

Observación: La carga de 1 electrón =1,6x10-19[C]

Pregunta

¿Qué significa que por un conductor fluya una corriente

de 3[A]?

Ejercicio N°5

¿Cuántos electrones atraviesan una sección transversal de un conductor en un segundo si a intensidad de corriente es de 4 [A]?

EJERCICIO Nº 6

A Aplicación

22

Durante un intervalo de tiempo de 10 (s), pasan 2 · 1020 electrones por la sección transversal de un conductor. Si la carga del electrón es = 1,6 · 10-19 (C), ¿cuál es la intensidad de corriente?

A) 3,2 (A)B) 0 (A)C) 1,6 · 10-19 (A)D) 10 (A)E) 2 · 1020(A)

Diferencia de Potencial Eléctrico Trabajo realizado para mover

una carga desde un punto de referencia.

Los generadores eléctricos o FEM (fuerza electromotriz) producen una diferencia de potencial, que suministra energía a los electrones libres, para que se muevan a través del conductor.

Se expresa en VOLT [V]

Fuentes de Voltaje

Tipos de Corriente

CORRIENTE CONTINUA Las pilas y

baterías producen un voltaje continuo que siempre recorre el circuito en el mismo sentido.

CORRIENTE ALTERNA Los generadores

eléctricos producen una diferencia de potencial que se invierte alternadamente

Resistencia Eléctrica (R)

Todo elemento de un circuito eléctrico ofrece una oposición natural al paso de una corriente eléctrica.

Se mide en Ohm [Ω]

26

¿De que depende la resistencia de un conductor?

La resistencia eléctrica de un conductor es:

directamente proporcional a su resistividad

(propiedad característica de cada sustancia)

su longitud inversamente

proporcional al área de su sección transversal.

27

Resistividad (ρ)

Característica de cada materia, que tanto se resiste al paso de la corriente eléctrica

EJERCICIO Nº 7

E Análisis

29

Una sustancia es mejor conductora, cuanto menor sea su

I. resistividad.II. sección transversal.III. longitud.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I y III

EJERCICIO Nº 8

C Comprensión

30

Si en un conductor se duplica el área y la longitud, entonces la resistencia

A) se duplica.B) se cuadruplica.C) se mantiene.D) disminuye a la mitad.E) disminuye a la cuarta parte. A

LR

Instrumentos para medidas eléctricas

AMPERÍMETRO

Permite medir la intensidad de corriente

VOLTÍMETRO

Permite medir el voltaje del circuito eléctrico

Ley de Ohm

La resistencia de un conductor es constante, directamente

proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente

proporcional a la intensidad de corriente producida.

32

i

VR

LEY DE OHM

En un gráfico V/i, la resistencia corresponde a la pendiente.

33

Ejercicio N° 9

a) Realice el gráfico V v/s I

b) Calcule el valor de la resistencia promedio

V[V] I [A]

10 0,2

15 0,3

20 0,4

25 0,5

30 0,6

35 0,7

EJERCICIO Nº 10

En un laboratorio, un conductor fue sometido a diferentes voltajes y se obtuvo la siguiente tabla de valores

La resistencia del conductor es D Análisis

35

A) 5 () B) 1 ()C) 10 ()D) 25 ()E) 20 ()

Conexiones de las Resistencias

Existen los siguientes tipos de conexiones de las resistencias: Simple

En serie

En paralelo

Resistencia conexión Simple

Resistencias en Serie

38

321

321

321eq

VVVV

iiii

RRRR

Resistencias en paralelo

39

321

321

321eq

VVVV

iiii

R

1

R

1

R

1

R

1

EJERCICIO Nº 11

E Aplicación

40

¿Qué valor debe tener la resistencia R del circuito de modo que la corriente i tenga un valor de 2 [A]?

A)4 ()B) 10 ()C) 24 () D) 120()E) 100 ()

Contenidos Vistos: Cargas eléctricas Ley de atracción y repulsión Formas de electrizar un cuerpo

Contacto Frotación Inducción

Conductores y Aislantes Intensidad de corriente eléctrica Diferencia de potencial eléctrico Resistencia Ley de Ohm Conexión de resistencia

Serie Paralelo