CENTRO DE ESTUDIOS TECNICOS INDUSTRIALES Y DE SERVICIOS109

MATERIA: FISICA II

GRUPO : 5 “AV” CONTABILIDAD

INTEGRANTES:

GALICIA QUINTOS SUHEILA YURAIT

GARCIA BALDERAS KAREN ALEJANDRA

MAR ARGUMEDO GUSTAVO DE JESUS

ESCOBAR GARCIA KARLA LIZETH

RODRIGUEZ PEREZ ADRIANA

NIETO CARBAJAL JOSE EDUARDO

La electricidad o energía eléctrica se produce

porque la materia se puede cargar eléctricamente. Un

hecho real es que todo objeto se compone de átomos

y cada átomo posee igual número de electrones y

protones

Los electrones poseen una carga negativa y los

protones una carga positiva. Estas cargas se

contrarrestan unas a otras para que el objeto resulte

neutro (no cargado).

Todos los cuerpos pueden trasmitir energía eléctrica, pero existen unos que

son mejores trasmisores de energía eléctrica (conductores, como los

metales) que otros, a los cuales les cuesta más o simplemente no permiten

el paso de ella (aisladores o malos conductores).

Los efectos de la electricidad son múltiples y en la actualidad, conocidos y

controlados, se ocupan para muchos usos.

Magnético (Electroimanes) 

Mecánico (Motores) 

Químico (Electrólisis) 

Luminosos

Calóricos

En el siglo XVIII Benjamín Franklin, un científico norteamericano ,propuso una teoría para explicar los fenómenos eléctricos que se derivaban del frotamiento.

Cuando se frota una sustancia como el vidrio, dicho cuerpo gana “fluido eléctrico” y queda cargado positivamente (+). En el caso del ámbar, pierde “fluido eléctrico” y queda cargado negativamente (-). Franklin fue, entonces, el primero en hablar de cuerpos cargados positiva y negativamente.

La explicación actual del fenómeno se basa en la Teoría atómica de la materia.

Los electrones partículas cargadas negativamente giran alrededor del núcleo del átomo, específicamente en la corteza o envoltura del átomo.

La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar dirección y sentido.

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2d = Distancia de separación entre las cargasFe = Fuerza eléctrica

Es la fuerza electrostática que se produce cuando un cuerpo se carga, esta fuerza se puede detectar por los efectos que causa sobre cuerpos livianos como polvo o pedacitos de papel.

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas, que las caracteriza y por la cual sufren la interacción electromagnética. En

el Sistema Internacional de Unidades se mide en culombios y en las fórmulas físicas suele representarse con la letras q o Q.

Se clasifica en carga positiva y negativa. Las cargas del mismo signo se

repelen mientras que las de signo contrario se atraen.

La carga eléctrica aparece en la naturaleza cuantizada, es decir, siempre es múltiplo de una cantidad fundamental: el valor absoluto de la carga

del electrón o del protón:

q = 1.6 10-19 culombios.

Al igual que en la mecánica cuántica, algunas cantidades aunque variables se presentan en cantidades discretas o cantidades continuamente variables. 

Hemos observado que la carga eléctrica no tiene un comportamiento continuo, y con ello podemos definir la carga como una cantidad entera de e, por ejemplo 0q, +2q, etc.. Sin embargo, existen cantidades que definen la carga de las partículas mas elementales y de las que esta definida los electrones y protones llamados Quarks. A estas partículas se les asocia una fracción de carga por ejemplo -1/3 e y 2/3e.

 Todo objeto cuyo número de electrones sea

distinto al de protones tiene carga eléctrica.

Si tiene más electrones que protones la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva.

“Los electrones no se crean ni se destruyen , sino que simplemente se transfieren de un material a otro.”

ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO

La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda.

Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base de observaciones sencillas.

ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO

La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando

ambos entran en contacto.

El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva.

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN

La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva.

En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

LEY DE COULOMB

Existen dos fuerzas de interacción

A) Fuerza de atracción cuando las cargas son distinto signo.

B) Fuerza de repulsión cuando las cargas son del mismo signo.

La fuerza eléctrica es directamente proporcional al producto entre las cargas

e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia

Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos:

a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática);Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección  y sentido.

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 ;

Representación gráfica de la Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo.

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.

- 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.

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.

CONCLUSIONES Un átomo está compuesto básicamente de protones, electrones y

neutrones. En un cuerpo en estado neutro, protones y electrones están en igual número.

Si se frotan dos cuerpos existe transferencia de electrones. El cuerpo que los pierde queda electrizado positivamente.

Una carga eléctrica genera una fuerza sobre otra carga eléctrica. Dicha fuerza es una interacción a distancia.

La carga eléctrica es conservativa. Si un cuerpo adquiere carga eléctrica, otro perdió una cantidad igual. Los materiales se pueden clasificar según permiten (conductores) o no (aisladores) a la carga eléctrica moverse con libertad.

Los metales son buenos conductores. La seda, el vidrio, los plásticos, la piel seca, son aisladores.

Existen materiales cuyas propiedades eléctricas se encuentran

entre las correspondientes a conductores y aisladores, y se denominan semiconductores Silicio, Germanio

Se pueden realizar muchas experiencias que demuestran la existencia de la carga y las fuerzas que ejercen:

• Frotar un peine por el cabello y acercarlo a papel picado • Frotar vidrio o caucho y acercarlo a un péndulo eléctrico • Caminar por una alfombra sintética y tocar un conductor. • Acercar la mano a una pantalla de TV encendido…