Carga Eléctrica Y Ley De Coulomb

Tarea No. 2G10N09steven

¿Cuantas partículas hay en 1 cm^3 de aire?

Tomando la densidad del aire a 25 °C, y teniendo la composición molar del aire (nitrógeno (78%), oxígeno (21%), anhídrido carbónico y otros gases (cerca del 1%)), se puede calcular la masa molar del aire, y con estos dos datos se puede tener la cantidad de partículas.Densidad de aire= 1,18 (10)^(−6) / 3 𝑥 𝑘𝑔 𝑐𝑚Masa molar promedio= 29x10-3 kg/mol

Se tiene que el numero de moles en un cm^3 es:

Y pasando de moles a partículas se tiene:

¿Que es un coulomb?

Es la unidad en el sistema internacional de carga eléctrica. Esta se define como la carga transportada por una corriente constante de un amperio en un segundo.

1C = 1A x 1sPero también se puede ver como la cantidad de exceso de carga en el lado positivo de la capacitancia de un faradio cargado a una diferencia de potencial de un voltio.

1C = 1F x 1V

Cuántos electrones tiene una partícula cuya carga eléctrica es un Coulomb y cuál es su masa en

kg?La carga del electrón es de

por lo tanto, una partícula cuya carga eléctrica es de un Coulomb, contiene

electrones, es decir

electrones, y, siendo la masa del electrón igual a

la masa total de la partícula, si estuviera compuesta por solo electrones, sería de

Cuántos protones tiene una partícula cuya carga eléctrica es un Coulomb y cuál es su masa en

kg?Como la carga del protón es de

por lo tanto, una partícula cuya carga eléctrica es de un Coulomb, contiene

electrones, es decir:

electrones, y, siendo la masa del electrón igual a

la masa total de la partícula, si estuviera compuesta por solo electrones, sería de

Se puede ver que la carga del protón como en el electrón, tienen una misma magnitud, pero un signo contrario, sin embargo para este cálculo, solo usamos la magnitud, ya que e3ste no afecta en la masa.

Cuál es el campo eléctrico que "siente" un electrón en un átomo de Hidrógeno?

Como el electrón y el protón de un átomo de Hidrógeno están separados por una distancia en promedio de

De acuerdo con la Ley de Coulomb, encontramos que el campo eléctrico al radio del electrón del único protón en el átomo es de:

Cuanta es la Fuerza Eléctrica (en Newton’s) que el campo eléctrico de un protón ejerce sobre un electrón en un

átomo de Hidrógeno?

A partir del punto anterior en el cual se tenia que el campo eléctrico ejercido sobre el único protón del hidrogeno era de:

Entonces por ley de Coulomb se tiene:

Calcule la Fuerza Gravitacional con la que es atraído un electrón por un

protón, en un átomo de Hidrógeno. Compárela con la Fuerza Eléctrica.

la ley de gravitación universal es:

Entonces remplazando cada uno de los valores:

En este caso la fuerza gravitacional es muy pequeña comparada con la fuerza eléctrica.

Unidades del campo eléctrico

Las unidades del campo eléctrico son los Newton por Coulomb (N/C) o los Voltio por metro (V/m). También se puede ver de la siguiente forma:

Que es un capacitor y cuales son sus características:

También es conocido por condensador, y es un dispositivo pasivo capaz de almacenar energía eléctrica, sustentando un campo eléctrico.• Estos pueden conducir corriente continua

por un momento.• Estos almacena energía cinética eléctrica, la

cual es igual al trabajo realizado para cargarlo.

• La cantidad de carga almacenada esta representada por q, la cual es directamente proporcional a la tensión aplicada a v, así:𝑞=𝐶𝑣

Campo eléctrico dentro de un capacitor

video: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=FH2PU2wgx6M&gl=CO

Si decimos que tenemos un capacitor conformado por 2 placas de metal, cada una con un área superficial A, entonces, podemos saber que el condensador solo tendrá campo eléctrico en la zona ubicada entre las placas en la imagen interior, y se ve que la carga es:

Donde gráficamente sabemos que las líneas de campo externas se cancelan, y que internamente equivale a 2EPara saber el campo eléctrico del condensador, primero hay que averiguar el campo eléctrico de las dos placas, para ello, es conveniente usar un análisis de Gauss para una placa infinita, ya que la distancia entre las placas de los condensadores es relativamente pequeña al área de las placas.Para una placa indefinida cargada, la aplicación del teorema de Gauss requiere los siguientes pasos:

1. A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico.La dirección del campo es perpendicular a la placa cargada, hacia afuera si la carga es positiva y hacia la placa si la carga es negativa.2. Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujoTomamos como superficie cerrada, un cilindro de base S, cuya generatriz es perpendicular a la placa cargada. El flujo tiene dos contribuciones

Flujo a través de las bases del cilindro: el campo y el vector superficie son paralelos.E·S1+E·S2=2EScos0=2ESFlujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es perpendicular al vector superficie dS, el flujo es cero.El flujo total es por tanto; 2ES3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerradaLa carga (en la figura de color rojo) en el interior de la superficie cerrada vale q=σ S, donde σ es la carga por unidad de superficie4. Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico2 = / _0 2 = / _0 = /( _0 _ )𝐸𝑆 𝑑𝑆 𝜀 𝐸 𝜎 𝜀 𝑄 𝐴𝜀 𝜀 𝑟Donde es la carga del condensador =Capacitancia*Tensión𝑄 𝑄

𝐴 es el área de una de las placas, _0 es la permisividad del vacío , _0=1/4 y 𝜀 𝜀 𝜋𝑘_ es la resistividad del material.𝜀 𝑟

Que es un electrómetroSe le denomina electrómetro a un electroscopio dotado de una escala de medida.

Uno de los modelos de electrómetro consiste en una caja metálica (debidamente aislada por un tapón aislante) en la cual se introduce una varilla que soporta una lámina de oro muy fina o una aguja de aluminio; apoyada en este caso de tal manera que pueda girar libremente sobre una escala graduada.