RESUMENES DE LA SEGUNDA UNIDAD

FUERZA ELECTRICA

La palabra electricidad deriva de electron, que significa ¨particula elemental de carga negativa¨ . La electricidad es un fenómeno que puedes observar cotidianamente en su entorno; por ejemplo, cuando dos personas al saludarse o al tocarse sufren una descarga eléctrica (un ¨toque¨), o bien, cuando te peinas con el pelo seco, hay cabellos que se quedan parados
Iniciamos el estudio de la electricidad con las cargas en reposo, es decir, la elostratica.
El atomo, es la parte mas pequeña de un elemento, esta formado básicamente por un nucleo, donde se localizan los protones, cuya parte es positiva, y los neutrones, de carga neutra; y girando en varias orbitas alrededor del nucleo se encuentran los electrones, cuya carga es negativa.


ELECTROSTATICA

En los casos que se describen al principio de este tema no se trata de los cuerpos por contacto o frotamiento produzca cargas eléctricas, si no que mas bien se transfieran las cargas negativas de un cuerpo al otro, dando lugar a un eqilibrio de cargas entre ellos. Estas cargas son el objeto de estudio de la electrostática


ELECTROSCOPIO

El electroscopio de medula de sauco esta compuesto de una base metalica o de madera que contiene una varilla metalica, de donde se cuelgan dos bolitas de medula de sauco, material muy ligero obteniendo de la parte interna del árbol llamado sauco. Este electroscopio funciona de la siguiente manera: primero se frota una varilla d ebonita o una varilla de vidrio con una franela o con una tela de piel de gato, luego se acerca la varilla a las bolas de medula de sauco, el cual las atrae o las repele según las cargas que haya adquirido la barra.
Recordar que cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen.


GENERADOR DE VAN DE GRAAFF

Este generador esta basado en el principio de frotamiento, llega a producir voltajes del orden de 10 a 12 millones de volts. Grandes generadores de este tipo se utilizan para bombardear los nucleos de los atomos en los labolatorismos de ivestigacion. Sin embargo, en los laboratorios escolares se usan pequeños generadores para demostaciones de cómo producir electricidad en reposo. Trabajando con ellos y teniendo mucho cuidado no representan piligro alguno, puesto que producen voltajes pequeños.



LEY DE COULOMB

LA FUERZA DE ATRACCION O DE REPULCION ENTRE DOS CARGAS PUNTUALES ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE LAS DOS CARGAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE LOS SEPARA
En 1784 Coulomb ideo la balanza de torsión, un instrumento que sirve para medir la cantidad de carga que se transmite de un objeto cargando hacia otro con menos carga. Con esta balanza media de la variación de la fuerza con respecto a la distancia y el valor de la carga. La distancia era considerada de centro a centro de dos objetos cargados y la carga q como la cantidad de electrones o de protones que hay de mas en cualquiera de los dos objetos.
El aparato consistía en un esfera pequeña metalica colgada de un extremo de una varilla ligera y equilibrada por un peso en el otro extremo. La varilla colgava de un botón mediante un resorte muy sensible, en el cual el momento de torsion restaurador era proporcional al angulo de torsión.
CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD
K= 9 x 109 N . m2/C2
Por lo tanto, la exprecion matematica después de haver introducido la constante de proporcionalidad:
F= Kqq´/r₂
q y q´ son las cargas eléctricas puntuales (C)
r= distancia entre las dos cargas (m)
F= fuerza de atraccion o repulsion entre las dos cargas

Campo electrico

El campo eléctrico asi como la fuerza gravitacional son difíciles de visualizar pero no de detectar. Los físicos en la antigüedad creían que existía un material que llamaban éter el cual ocupaba todo el espacio donde no hubiera materia y era el que causaba los efectos gravitatorios.
Asi , sola la presencia de una masa altera el medio de otra produciendo una fuerza gravitacional sobre ella. Esta alteración nos indica que hay un campo gravitacional que rodea a toda la materia.
De la misma manera el concepto de campo también comprende los objetos cargados electricamente en cuyo caso se conoce como campo eléctrico.

El campo eléctrico es la región en la cual actúan fuerzas sobre las cargas eléctricas.

2.2.2 Intensidad de campo eléctrico

El campo eléctrico genera una fuerza de atracción o repulsión que se identifica como la intensidad de campo eléctrico y es la cantidad de fuerza eléctrica que actua sobre las cargas.

La intensidad de campo eléctrico (E) es un determinado punto se define como la fuerza F a la que esta sujeta una carga positiva pequeña +q cuando esta colocada en una región determinada.


2.2.3 Lineas de campo eléctrico

Michel Faraday quien desarrollo un sistema para ver las líneas que presentaban al estar presente un campo eléctrico. El método consistía en representar el campo electrico de deben de tomar en cuenta dos aspectos importantes.
a) La dirección de cualquier línea del campo en cualquier punto es la misma que seguiría una carga positiva que estuviera en es punto.

b) Las líneas de campo deben de estar tan cerca como lo sea posible cuan el campo es intenso y alejadas cuando es débil.

Energia eléctrica

La energía eléctrica a llegado a formar parte importante de nuestras vidas, tanto que no podemos prescindir de ella por mucho tiempo.

2.3.1 Potencial eléctrico
La energía potencial es el resultado del trabajo que realizara el agua al caer de cierta altura
Ep =T

2.3.2 Energia de potencial eléctrica
Si una carga eléctrica se somete a un campo eléctrico provocado por dos placas como se muestra en la figura la fuerza qE que actua hacia abajo sombre la carga para moverla de A hacia B recorriendo una distancia d, es energía potencial que se puede expresar matemáticamente como se muestra:
Ep = qEd
La energía potencial eléctrica en un punto es igual al trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas para llevar la carga q del infinito a ese punto

Ep = KQq/r

2.3.3 Potencial

Potencial V entre dos puntos es el trabajo que se requiere por unidad de carga realizado en contra de las fuerzas eléctricas para desplazar una carga positiva +q de un punto a otro. La expresión matematica usada para calcular el potencial es:

V = Ep/q

Donde
V = potencial (V)
Ep = energía potencial (J)
q= carga transpotada (C)

2.3.4 Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de una carga positiva que realizan las fuerzas eléctricas al mover una carga desde el punto de mayor potencial al de menor potencial.
La unidad para medir la diferencia de potencial es el Volt.

El volt es la diferencia de potencial entre dos puntos tales que se requiere un trabajo de un joule para hacer que una carga de un coulomb se mueva de un punto a otro.
Utilizando la formula de trabajo T=qV podemos decir que el trabajo realizado por un campo eléctrico necesario para mover una carga desde un punto A hasta un punto B se puede determinar también con la siguiente ecuación :
TA-B = q (VA-VB)


CAPACITOR

LA RAZON ENTRE LA CANTIDAD DE CARGA (Q) Y EL POTENCIAL “v” PRODUCIDO SERA CONSTANTE PARA CIERTO ELEMENTO CONDUCTOR ESTA RAZON ES LA CAPACIDAD DE UN CONDUCTOR PARA ALMACENAR CARGA, A ESTA REACCION SE LE LLAMA CAPACITANCIA Y ESTA DADA POR LA SIGUIENTE ECUACION C= Q/V DONDE LAS UNIDADES DE MEDICION SERA COLOUMB POR BOLT QUE ES EL FARAD.
EL CAPACITOR EN UN DISPOSITIVO CONSISTENTE EN DOS PLACAS METALICAS PARALELAS, SEPARADAS UNICAMETE POR UN MATERIAL DIELECTRICO QUE ES CAPAZ DE ALMACENAR CARGA ELECTRICA.
EL CAPACITOR MAS SIMPLE ES EL DE PLACAS PARALELAS. LOS ELECTRONES PASARAN DE LA PLACA POSITIVA A LA NEGATIVA PRODUCIENDO UNA CARGA IGUAL, PERO OPUESTA SOBRE LAS PLACAS. A ESTE FENOMENO SE LE LLAMA CAPACITANCIA.
EN UN CAPACITOR ES MUY IMPORTANTE LA SEPARACION ENTRE LAS PLACAS, YA QUE DE ELLO DEPENDE SU VALOR INDUCTIVO, QUE AUMENTA LA FACILIDAD DE TRANSFERIR CARGA DE UN CONDUCTOR A OTRO. ES DECIR, LA CAPACIDAD DE UN CAPACITOR SERA DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL AREA DE LAS PLACAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA DISTANCIA ENTRE ESTAS.
MATERIAL DIELECTRICO

EL MATERIAL DIELECTRICO QUE DEBE HABER ENTRE LAS PLACAS DE UN CAPACITOR SIRVE PARA DIFICULTAR INTENCIONALMENTE EL PASO DE CARGA DE UN LADO A OTRO. LOS MATERIALES DIELECTRICOS SON EL AIRE, LA MICA,EL PLASTICO, EL PAPEL, ENTRE OTROS.
LAS VENTAJAS DE QUE EL CAPACITOR TENGA UN DIELECTRICO DIFERENTE DEL AIRE SON:
· SE PUEDEN USAR ALTOS VOLTAJES SIN PELIGRO DE QUE EL DIELECTRICO ALCANCE EL PUNTO DE RUPTURA.
· PROPORCIONA UNA SEPARACION ENTRE PLACAS SIN EL PELIGRO DE QUE ESTAS SE VAYAN A HACER CONTACTO
· HACE QUE AUMENTE LA CAPACITANCIA DE UN CAPACITOR.
· FACILITA SU FABRICACION Y SU MANEJO.

LA INTENIDAD DE CAMPO ELECTRICO EN UN CAPACITOR SE PUEDE CALCULAR CON LA SIGUIENTE ECUACION:
E= V/d
V= ES LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LAS PLACAS
d= ES LA DISTANCIA ENTRE ELLAS.

PARA CALCULAR LA CAPACITANCIA DE UN CAPACITOR QUE TIENE VACIO ENTRE SUS PLACAS, CONSIDERANDO LA CONSTANTE DE PERMISIVIDAD EN EL VACIO, SE PUEDE USAR LA SIGUIENTE ECUACION:
CO = ε0A/d


DONDE:
C0 = CAPACITANCIA QUE SE CALCULA CONSIDERANDO QUE HAY VACIO ENTRE LAS PLACAS
ε0= CONSTANTE DE PERMISIVIDAD EN EL VACIO (8.85 x 10-12C2/N · m2)
A = AREA DE UNA DE LAS PLACAS
d = DISTANCIA ENTRE LAS PLACAS


RIGIDEZ ELECTRICA

LA RIGIDEZ DIELECTRICA DE UN MATERIAL EN RELACION CON EL CAMPO ELECTRICO ES EL VALOR DE “E” PARA EL CUAL UN MATERIAL DADO DEJA DE SER AISLANTE PARA CONVERTIRSE EN CONDUCTOR.

CONSTANTE DIELECTRICA (K)

LA CONSTANTE DIELECTRICA (k) PARA UN MATERIAL EN PARTICULAR ES LA RELACION ENTRE LA CAPACITANCIA (C) DE UN CAPACITOR QUE CONTIENE EL DIELECTRICO Y LA CAPACITANCIA EN EL VACIO (C0).

LA ECUACION PARA DETERMINAR LA CONSTANTE DIELECTRICA ES:
K = C/C0

OTRA FORMA PARA CALCULAR LA CONSTANTE DIELECTRICA PARA LOS MATERIALES ES TOMANDO EN CUENTA LOS VOLTAGES Y CAMPOS ELECTRICOSY DESPUES DE INSERTAR LOS MATERIALES DIELECTRICOS
K=Vo/V K=Eo/E
DONDE Vo=VOLTAJE MEDIDO CUANDO HYVACIO ENTRE LAS PLACAS V=VOLTAJE CUANDO INSERTAMOS EL DIELECTRICO ENTRE LAS PLACAS.
Eo=CAMPO ELECTRICO CUANDO HAY VACIO EN TRE LAS PLACAS
E=CAMPO ELECTRICO CUANDO INSERTAMOS EL DIELECTRICO
INCLUYENDO LA CONSTANTE DIELECTRICA K EN LA ECUACION SIGUIENTE Y CONSIDERANDO LA PERMICIDAD EN EL Eo DONDE A ES EL AREA DE LAS PLACAS Y D LA DISTANCIAENTRE ESTAS SE TIENE EL SIGUENTE MODELO MATEMATICO PARA CALCULAR LA CAPACITANCIA DE UNA CAPACITOR
C=KEo.A/D
PARA CALCULAR LA PERMISIVIDAD CUANDO ENTRE LAS PLACAS HAYA ALGUN MATERIAL DIELECTRICO SE TIENE:
F = K ε0

CAPACITOR VARIABLE

ES UN CONJUNTO DE PLACAS CONECTADAS EN PARALELO. SU FUNCIONAMIENTO SE BASA EN LA VARIACION RELATIVA DEL AREA DE LAS PLACAS CON RESPECTO A LAS PLACAS FIJAS, LO CUAL DA COMO RESULTADO UNA VARIACION DE LA CAPACITANCIA.

CIRCUITOS EN SERIE

EN EL CIRCUITO EN SERIE, LAS CARGAS SON IGUALES EN CUALQUIER CAPACITOR:
Q = Q1 = Q2 = Q3….
PERO NO ASI EN EL CASO DE LOS POTENCIALES, PUES CADA CAPACITOR TENDRA SU PROPIO POTENCIAL DE ACUERDO CON EL VALOR DEL CAPACITOR, DE TAL MANERA QUE PARA OBTENER EL POTECIAL TOTAL SE SUMARAN LOS POTENCIALES DE CADA CAPACITOR, ES DECIR:
V = V1 + V2 + V3 O TAMBIEN ESTO SE EXPRESA ASI C = 1 .
1/C1 + 1/C2 + 1/C3
CIRCUITOS EN PARALELO
EN EL CIRCUITO EN PARALELO, LAS CARGAS SE SUMAN PARA FORMAR LA CARGA TOTAL:
Q = Q1 + Q2 + Q3
EL POTENCIAL EN ESTE TIPO DE CIRCUITO SERA EL MISMO EN CUALQUIER CAPACITOR:
V = V1 = V2 = V3
LA CAPACITANCIA TOTAL SERA LA SUMA DE TODAS LAS CAPACITANCIAS
C = C1 + C2 + C3

CIRCUITOS MIXTOS
EN ESTE SE UTILIZAN LAS ECUACIONES DE LOS CIRCUITOS SERIES Y PARALELO SEGÚN SEA EL CASO, DE FORMA QUE EL CIRCUITO MIXTO SE VAYA REDUCIENDO HASTA QUEDAR CON UNA CAPACITANCIA TOTAL.
C123 = = 1 . C = C1,2 + C3 C1,2,3 = C
1/C1 + 1/C2


CARGAS EN MOVIMIENTO

La corriente eléctrica I es la carga Q que pasa por un punto dado de un conductor eléctrico en la unidad de tiempo t. Asi:

I= Q/t

La unidad de medida de corriente eléctrica es el ampere
Un ampere (A) es el paso de una carga de un coulomb por segundo atra vez de una sección transversal cualquiera de un conductor
FUERZA ELECTROMOTRIZ
Un despositivo que tiene esa capacidad de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos es la fuente de fuerza electromotriz. A esta fuente se le llama fuente fuente de poder y es conocida como pila o generador
La fuente de la fuerza electromotriz es un dispositvo que mantiene el flujo continuo e carga eléctrica a travez de un circuito
LEY DE OHM
La intensidad de una corriente que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia que este opone al paso de la corriente
En la ley de ohm, la resistencia R desempeña un papel muy importante
Resistencia es la oposición que representa un conductor al paso de la corriente
POTENCIA ELECTRICA
La potencia es la fuerza que desarrolla un elemento eléctrico i se mide en watt, hp,CV(caballos de fuerza), entre otras
Parte de la energía suministrada se pierde por calentamientode los componentes y se desipa en el aire. La rapidez en la que se desipa se le conoce como potencia disepada la cual esta dada por:
P= T/t
Y como T= VQ, entonces, P= VQ/t
Pero también Q = It, por lo que P= VIt/t es decir, P= VI
Donde:
P= potencia
V= voltaje
I= corriente que pasa por un circuito
Ahora bien, como por la ley de ohm V= IR, si sustituimos en P= VI obtenemos
P=I2R
En este caso obtenemos una ecuación para calcular la potencia en un circuito donde pasa una determinada corriente a travez de ciertos componentes que ofrecen resistencia al paso de esta; sin embargo, también se puede calcular la potencia tomando en cuenta el voltaje suministrado . si sustituimos el despeje de I de la misma ley de ohm en P= VI, resulta
P=V2/R

RESISTIVIDAD
La resistividad es muy similar a lo que llamamos resistencia de un conductor
La resistencia se puede calcular con la siguiente ecuación R= pl/A
Donde:
p = constante de proporcionalidad, también llamada resistividad
l =longitud de cable
A = area de la sección transversal del cable
Despejando p de la ecuación anterior, tenemos
P= RA/I
La resistividad de un material se ve afectada principalmente por la temperatura y por el tipo de materiales.


5 "Q" INTEGRANTES DEL EQUIPO:

SANCHEZ SANTOS VICTOR MANUEL
DE LA CRUZ FLORES JOSE LUIS
MORALES PEREZ BLADIMIR
HERNANDEZ SOLIS JORGE ALBERTO
CONTRERAS ALDANA GABRIEL