10.1 interacción eléctrica

7/24/2019 10.1 Interaccin Elctrica

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Interaccin elctrica

La carga elctrica es una propiedad de la materia, por lo

tanto se conserva

Existen dos tipos de carga elctrica

Cargas de igual tipo Cargas de distinto tipo

se repelen se atraen


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La carga elctrica se encuentra en los tomos

La carga positiva esta en el ncleo del tomo (protones)

La carga negativa est en el exterior del tomo (electrones) La carga se mide en Coulomb

partcula masa carga

protn !,"#x!$%'g !,"x!$%!C

electrn ,!x!$%*!'g % !,"x!$%!C

neutrn !,"#x!$%'g %%%%%%%%%%

La carga de un cuerpo es un mltiplo entero de la carga del electrn

Cual+uier carga + est dada por

+ - .e, con . entero e-!,"x!$%!

( C)


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E/ 0na es1era puntual posee una carga +- 2,3 nC

4La es1era gan o perdi electrones5 4cuntos5

6ependiendo de la 1acilidad +ue tengan los

materiales para mover su carga se clasi1ican en

Conductores mu7 1cil mover su carga (! e de valencia)

8islantes di1cil mover su carga (3 e de valencia)

9emiconductores se comportan como conductores o

aislantes (2 o : e de valencia)


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;uer


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;uer


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Le7 de Coulomb

;orma Escalar

'-x!$(.m&=C&)

'-!=2o

o-permitividad elctrica del vacioo-3,3:x!$

%!&(C&=.m&)*

)(

AB

ABBAAB

rr

rrqkqF

=


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>rincipio de 9uperposicin

>ara un con/unto discreto de cargas tenemos;uer


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Corriente elctrica (i)

9e produce cuando las cargas se ponen en movimiento

?ide la ra


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Corriente elctrica

Es un escalar pero se le asigna el sentido de movimiento de

las cargas positivas

9e clasi1ica en

6ependiendo del sentido de movimiento

Corriente continua % corriente variable

6ependiendo de la estabilidad

Corriente estacionaria % Corriente transitoria6ependiendo del transporte de la carga

Corriente de conduccin A Corriente de conveccin%

Corriente de despla


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>ara mover las cargas se necesita energa, la cual es

proporcionada por una 1uente de poder la cual

trans1orma algn tipo de energa en energa

potencial elctrica (volta/e)B Esta 1uente de poderentrega un potencial medido en olt ()

! - !D=C

Corriente elctrica


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esistencia elctrica

Cuando las cargas pasan por elmaterial, cFocan con los tomos, es

decir el material o1rece unaresistencia al paso de la corriente

La resistencia , depende del tipo de material 7 de la

geometra, se mide en @Fm ()

@peracionalmente

l-largo del material

8-area de la seccion transversal

-resistividad

A

lR

=


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Le7 de @Fm

La energa la proporciona una 1uente de poder (olta/e), para

+ue la corriente (i) circule por la resistencia ( )

resistencia

;uente de poder


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>or conservacin de la energa, la resistencia devuelve la

energa al medio, principalmente en 1orma de calor

8 este 1enmeno se le llama e1ecto Doule 7 mide lapotencia (>) +ue representa la energa por unidad de

tiempo

>otencia - Energa= tiempo >-i

La potencia se mide en Gatt (G)

!G- !D=s

Experimentalmente se encuentra +ue

la corriente es proporcional al

volta/e aplicado

-iLe7 de @Fm


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esistencia elctrica

Las resistencias se pueden asociar

9erie

>aralelo

H- !&*BBBn i!-i&-i*-BBB-in -!&*BBBn

i-i!i&i*BBBin -!-&-*-BBB-nnT RRRR

!!!!

&!

++=


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e/emplo

6os resistencias !-!:$() 7 &-&:$()

se conectan a una 1uente de :$ ()B

6etermine la resistencia total, la corriente,el volta/e 7 la potencia de cada una

cuando se conectan

a) en serie

b) en paralelo


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Capacidad elctrica Condensador dispositivo +ue almacena carga 7 energa

elctricaB

Capacidad del condensadorra


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E/emplos de condensadores

>lacas paralelas+ Q

- Q

d

C: capacidadA: Superficie de las Placas0: Permitividad elctrica del vaco

$3,3:x!$%!&(C&=.m&)

d

AC $

=


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8lmacenamiento de energa elctrica

Energa potencial elctrica almacenada en elcondensador - traba/o reali


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Combinacin de condensadores

>88LEL@

. condensadores

Va

VbC1C2

&!

&!

VV

QQQ

=

+=

9EIE

. condensadores

C2C1

VaVb Vc

Neq CCC ++= !

&!

&!

VVVQQ+=

=

Neq CCC

!!!

!

++=


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e/emplos

!B% Encuentre la 1uer


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alores de la resistencia 7 la capacidad para la celula

9upongamos +ue las propiedades de la clula son uni1ormes BBB

C capacidad total

c capacidad espec1ica

R: resistencia totalr resistencia espec1ica

8rea tpica- $B$! A $B! mm&

C es tpicamente $B! A ! n; Res tipicamente $,! a $,$! ?


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>otencial de membrana

Todas las clulas tienen una carga elctrica negativa ensu interior. Esta carga elctrica se debe a la diferenciade concentracin de sales entre el interior de la clula el e!terior de la misma" el proceso es le#anamenteparecido al $ue se produce en una pila. En la pila" %aen su interior una solucin de sales" estas salesreaccionan con el metal de la cubierta" esto produceel movimiento de cargas elctricas. En el caso de laclula" el potasio $ue %a en su interior tiende a salir dela clula &por$ue est' m's concentrado dentro $uefuera" tiende a moverse a donde la concentracin es

menor(" pero como el potasio tiene carga elctricapositiva esto de#a el interior de la clula con un e!cesode cargas negativas.


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Este movimiento de cargas produce un volta#e

o diferencia de potencial" igual $ue el $ue se

produce entre los polos de una pila pero unas)0 veces menor.


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Esta carga elctrica e!iste en todas las clulas" peroadem's" algunas clulas %an desarrollado la

capacidad de usar la carga elctrica para transmitirse*ales. Esas clulas se denominan e!citables" sonlas +nicas $ue pueden producir potenciales deaccin" e incluen fundamentalmente a las clulasnerviosas a las musculares. El potencial de accines como un cortocircuito de la membrana. Si en una

pila conectamos el polo positivo con el negativo" lapila se descarga desaparece la diferencia depotencial entre los polos.


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, En la membrana de las clulase!citables sucede algo parecido"

durante el potencial de accin se abrencanales en la membrana $ue permitenel paso de corriente" de manera $ueentran cargas positivas" neutrali-an la

carga negativa en el interior" con lo $uela diferencia de potencial $ue %aba enreposo desaparece.

El potencial de accin es una

inversin de la carga elctrica

de la membrana


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Esas cargas se propagan al siguiente segmento dela membrana, 7 de este al siguiente, por lo +ue elcortocircuito, es decir, el potencial de accin, se

propaga con mucFa rapide< a lo largo de la 1ibranerviosaB En un tiempo mu7 corto (una milsimade segundo) los canales se cierran, la carganegativa reaparece, 7 la 1ibra +ueda en situacin

de enviar otra seal


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;enmenos elctricos en las

neuronas


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El 1uncionamiento de las neuronas est determinado por alteracioneselectro+umicas +ue ocurren en la membrana plasmticaB

La di1erencia de cargas a los lados de la membrana del axn determina +ue laneurona est POLARIZADAelctricamenteB Esto cuando el medio extracelular

posea carga positiva 7 el medio intracelular carga negativaB Este estado se conocecomo POTENIAL DE REPO!OB

En el interior de la membrana existe ma7or concentracin de M 7 protenas concarga negativaB Los M tienden a salir a travs de porosBEn el lado externo Fa7 ma7or concentracin de .a 7 Ca&B El .a tiende a entrarpor poros +ue en reposo estn cerradosB


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>otencial de 8ccin

Cuando la neurona recibe un estmulo, el potencial de membrana se invierte,es decir, el lado interno de la membrana se torna positivo mientras el ladoexterno, negativoB La membrana se encuentra DE!POLARIZADA

En resumen el potencial de accin de una neurona tiene * 1ases

a) 6espolari


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a) 6espolariositivo=Exterior .egativo

b) epolariositivoB En estemomento la neurona no puederecibir in1ormacinB


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Circuito e+uivalente

El canal se comporta como una

resistencia 7 una batera en serie


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>ara . canales suman sus conductancias

Cada poblacin de iones se representa del mismo modo

10.1 interacción eléctrica

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