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Capítulo 2 Teoría básica de la electricídad L1 dn.:fflCLd.ld ao pl.ií'de iY:1Clbll 1)<,)[ ningurw de- lo!' (lOCO snl\Í- ,(,o. dlXJr, no ¡H.ICl.k "el, rn oír, ni gUSlilf. o, olC'r, nJ l(l(<:ir. Sín ern- ¡'dq,,, i..'\ posible \US 1 j t'it"IJtJJrl,\ (;'n la h17 dl: una I¡,",- ;1;\f,1 ':ktH'W;¡ o '.'n Li de til] apM<lh) h.'k\i';.:ón. 2t . .,¡'¡{i,;,u/o{OJ (¡, d ,-,j-'l)! una planchil \} en UIl ... uldador. :t) 01('/u/rJhl,\ t:n ¡ '.k UI1 dl)<lfíllo de r;ldio f) 4 J .HNI¡otdIJfo.\ cu¡mdo se: l' d''',' ,J:l \;,lidrnl'fi.' al (,.¡bles elcdn¡:os :'\,. la níltura1eL<1 de i.l c-lec[rKiddd, S¡n embargo, :'¡"I,"'¡'J.'.ILJ,"nt:'" ¡ t1Ji,hC3n 4111:.' !rala de ¡x.:queña" nc-g'l- .; ,;l', ILJlilJ.!L!'\ "If{(f'-"Wl- L;j ekett¡óJ"d :-e en dos form'l!ol h<í- "k-'> ,·I("¡1'I 1 J;/ad n/{)tfClJ, (uando lo ... dct:lrüll('<.¡ (''itán en y ,! ,In ¡rú'¡r/,;,; .lmámH"J, cuando lo .. dC'c!runes en mOVlmlenlo. 1. .. dCdJKl,I.HI dl1lamH'a 1 .. \JlJllLada en el IwgíJr. la cSC,ueht y ti fábJlL'a. "', dr't;/ en LH,'II;jUICf -"l1ln donde s(; \Itlh(c la elc;;trlL'uJíJd COfnl..l SlJfI1l- ·jl'.¡q) lk ("1'Jra 1 i l'.lkfacci(ln lp't,,'nhla":lon; 21 ·mu« ,." .. ,.... I.k !'I;:¡l'!djO,," me('anil":lt:S. 3, (ülnunit.:al:wn: 4) fIJTl\'l;)lL!t llVt)S de eqtJlpn_í. elc{'tncos y d-:'.(:lr'lÍnti,;l'''. 1 EI"clroslá1ica SI.' puede ddJIlU lB de,tnlst.Ülca como el e::studín de la elccui":ldad en r '.'[h."'{" p d"rlri¡'id'-ld Se puede pmduci.r la electricidad C5tá{jca pN lnn:wH.} '.(' encuentran rnudJ(\:'o cJemplos de ésl<:l en inódentcs. diario_!; Dc:-.puC'<; de t.l cicclncJlJO:ld c;stá!íta del peine hala 'Pi\' de papel. de una. <'n,-n 'j.(lba' Illla .1lfombr¡:l. ¡!tu)' a HlCr.ulÍ(, una l'hJspa, produCida rt'J 1.1 e'it;Híl'_<L CUJIHJü tOqllt' un radIador, Los carnwncs ,llumuLJJl I.lll.d \.'iJrgi¡ de- t"JC'ctncJdad estallCi.I, SI traU:ip0r{'¡11l ga\olmll. y Id l JI!!lr"l. que 'oC p¡led:: pn.x1tKir JH1cl..1c dar lug.u a conSeCllCJll.:las. J',\I ,1 pn:\'Tll;¡ [,iies ;kIJrrl'U1<l('j(Hll:''' de cargas C:-,[J.1Jt:..I'" eH >.:nn¡'lfH' .... l¡lll .. ' \¡,?' pone UM1 c'H.!en.. que W(,:..: COll el '-lH.·jO.\ lbi li:! dCL:!fh:I"lad paw. a ¡íJ [ie-rra, A \'l'LeS satl .. n dll.')Pi!-S d la dt:dnCltlaJ c-stjllca en correas dc nlCro quc se ullllzan para ("il ... J,'iJill maq!tJrUrt4. la fric-clon de las gcnew ele(vtni.-.'Idad l·"tlli"; dd lug<1I ,l J.:,- .. 4<J rnJIilI..l¡ [;lE LA FU:.cHH("IOAD 41 El de eleclrol\C'!'i en las dI;,': un y p'-)",r,rr¡Nmcntc soltar la carga es un ejemplo de una apHe3elón útil de la del.luddad cslitlíCiL Al conocimtenw 4ue dI: la clcClroslálilo:a los. cle:Híhcüs se deben muchos de los desarrollo,," hecho" !"n 0:"1 Lo"mpo la dedncldad dinámil:a_ 2·2 Estructura de la materia Se 11ehne '11 nuteria ..::omo .ligo t'Ot:UP;1 l'T;.ltÚ¡ y tll"nr pl'lfo puvde o', f'nUH',c estadlJ o ... ') ,\fu/iu/M. Cua.i4Ulcr 11'0lo de maltfléJ (de .Iqu¡ en adciarnc denoJ!1t n'Ell [,níJ SUJII1I1('j(/) de tamaño tal que pueda .ser perúblJa por uno o m;;lS de 1m. Sf' COHí.,'Iht.· que- eu parte" nlú:, La parllL;"u!a flH'. pl.·querla en '¡Ui.' "",' puedE.' tlnldir \Hlil '''1'' Un(ld rXH medios l}uímKtJs 1.1 otros .. malll( Illl.:ndo looavía la\ eM3cterh{l(;,h quírrllcas que la wSf¡mcia final !'e Jt'nnmina mo/;(·uliJ. Las moI6.:ulas de al.gunas pueden rKl"rtI:ClOrmente d.... id¡r en \1m () Tn'ís partes con caractéri:')tlc.IS 'que ,11' IWrt:ll de la orig,inal, mienllas 4ue las dc otr.1S no se pm"óC:l1 en p.lrles más pcquc-ña;;, por nmgun I11cllio /:'Ynrttn,oJ, CualqUll:r suslam.'I'\ no se puedan Ji,.¡-jlf por medios Quírnkos mdinano,; se denomina ('ifmWnltJ 'oe conocen Hln e-lemCnllJ..... Ei(':mrJo dl' cüm(iIllllente us.ados son el h¡dlogl:nu, el .¡J C'.J:-!")!\ d rl IHf'rro. e' ,illJmrnfO, la plata yel oro Atom(}. 1;1 partícuJ¡1 mas pequeña en que se puede subdj'vidir un demento, nuni¡'n'¡·l,d·.: I'dw.fia lOO.I:; las del na!, s.e (ki"lnITUtld ,¡J('.ttw. C"mpll#.UQ. Cualquier molécula:. ,e tH!ed<tn poslerior- ITH:n«: suhdivldu' y. por lanLO, prouucir átomos de Jos O clernenlos (;H el se denomina (,(ffl11"d'SW. las moléculas de h.1S e'.i-tán formudas por la uníon de dos o más elenu:ntos, Ll (llmbmacion que resul1a puede tener ,,:.uacleríslicus ns-kas, y quinuca::. que ik ]<J.s de átomos Por ejemplo. cuando sr. cwnt"lutan dos álomos de gas hidrógeno eon uno dc g.a::, o\if!tno. forman una molécula dt ,lgUd. uplna gC-!lcrítimenle ('TI qu¡m1i:<i cümo H¡C), donde f-I l llHllCa 411c hay atornos. de hldró· gL;;IW y O mdi-ctl un átomo de oAige-no. La molécula base de la madera el}"!l,'ne 0"[\ clemenlos; éstos son c.. ubono. hidrógeno y oxígeno. El (U¡cq1O humano contlcnl' 15 ch;mentos. OC-: lo!> que el el carb\mo, el hldrúgeno, el nitrógeno, d eah.'l(l y (1 r;HJI'H'l t:l1mtlLuyen apro:t1madamc-nlc d 99 por 100. El Ilurncftl 1I1fmilo ..11: FOq· t.le', que \1: pueden hacer utilil.ando (:ualquier grupn de 'in'.; ,+:(l('n(O" )' también vanando las proporciones de cada cmpkl:id¡· t'llplJGl el que l<\nta\ "u .... d'(en:l l1 "', Il.. ...

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  • ~ ~

    Capítulo 2

    Teoría básica de la electricídad

    L1 dn.:fflCLd.ld ao ,x~ pl.ií'de iY:1Clbll 1)

  • 43 r 42 I L!' vkf'L' CICrt(l ntii';~'ro de protunc:. ~~'i;lan iotimltmenlc Ulili.hh, ;1 un ("'d' 'C,\ ,['ni hr de ek'etronl:s y forman un numero s~me.jallt{' de nnlfrorc'-' Li neUI(n[l ~(Jmo ír:dll:a Sll nombre, no 'll"n;' {'i!.ff;', porq;JC l~l~, ..',JI g,j", de! PWh\!l ~ \!d \:k:i.:~rón :,(,n ,k lJ misílu ir.-..L,J.mrarJ l:P!1 d ~t'¡ \ \1)" rl:mclJ.~ LI ;w(']eo 'Jl'n\~ 'l~'rnpL: "Jrg,l p~h·'.(·,a \ n'.nd"'\lIl'n~,> '> .... mu,'\"~l\ ~'n {llbll:l~ ulf('"~kd'lr dd !llh~kll. dt:pl'"lldi("n~h' d nÚ11lcn' dI.' ~~ta~ del n,HnCI'O de d,.',·lroHl'" qllC t';,;un ~'lI :lr!)¡la t n \_d~Lt (lrbll;~ Sllhl 11i..'I1Cn l:i1h,da un t"lll!\)e-l"I¡ m;l>;lah' .-1," ckdrnn,:... Ld'. rlltllel.¡'o....ualr0 I"rhil~\'- pU~dCll :l;:nmmJar '>,lllanh'Tl!e .1, :'L IS '" ,-' dei.:l!l'w'~, r~" pc;,:uvamtntt' La Flr ~-2 Ilu,lra, ,h:' UIM 1]):tnCJ,\ ~;lInp'::' tI ,·~t\Ul\W.l i.h~ ~¡)'" ;i\l\H\O'>, ..le \ ,\1 ¡n~ ,.:1¡>ITU~I1(i): •.

    Aun"-jll~ el núd"o C~J11tle!H.: mú

  • 44 f·I"IHM~NIU~ lll. UI'CfRII ¡P"Il' LLCC1IH",!t. ..

    Elccrrom!Y } flujo dI! CtJrril'ffU, Lo.l lOfflCllle e k..:U1Gl !le ck:>lnhe 'l!in dntr"l!l" en l!H)qmlcnto ,) \:i)!)W un f1l1J') de electll)lWS. El cohre,

    ,1 ,jlh. \11 " el alUnl1lll11 Vln conduetllfc.ue '''' rn,i1tll;dc·, 1

  • f" ',)l \ '" le" ¡ ", l)f El k ( r!(/( 1/l '\ l 1 f fr' ( "'--! ~46

    Cuurpo n.,utro

    Cut>r ~~(J neutro

    (E_~·-~_"~~N~-~'.~~i-~"I) ! al ({1)

    t '" t •

    , . . \,... ,.Wr'P0 que se

    (lC'r

    Cuerpo C;:lrgt)do ~:: UlHPlJ cl1rgado nd\J,Hivjn1f;nte

    ib! nevat¡VSPli.~nte ,

    '1,. Tierra

    'b'

    Cuerpo carQ,ldo c, uerpo c&rgado, pO.ít,vam"ntenegativamente i

    '''_L:~·-·~-·-r';1H prc~lOn. SI la dc>carga 11l'lle lugar ten un,1 gran ¡,\ldlSlnn. u! ,',)¡¡¡,l und bola u csfera, l\ls

  • 'ó',¡U.\1J. '"',.¿1:1> l)f ~! 1( ¡íllh ckdh'ue' \ ¡Idd dn:lróu que alcalll:! la nuhc ncutl,du,¡ al(;!J¡.tld (h' qJ\ carga'.. N("¡f'!l}dlrnCnlr C'-...te pn)¡".:t"~o dt~~(;argd

    • '''llj'i< l,¡llH'tJ1c' la nuhe Sin cmb,HI!.btlClU

    ',¡ fl\~ ',e t'rdH.,·O d ~hlt'VU(_H..LHrH'·¡Ht\ tI p~trarrd~.'n\' puede \Cf nl(i,\ blcn

    -/

    u

    f 1L,.tl l,Jl (.lrfiJ'" W1!

    i> g,l'- "PU('''LI'>

    11 URI,\ fl,\,lr '\ 1JI J" tCH ¡Rtr IllAP 49

    una amt~ndlá que una prOln;uón, ya que faCIlitará la de~carga de Ji', llubc\

    Lm üblcto, alto, y al~lado'i en c~paClos abIerto:, taJes COflW una alqunu ¡) un ;úboi dJ,lado en un terreno grande acumulan las cargas rápi,jalllnlll y ,on, por tanto. presa fúell de los r:l\n" Los edlllcI03 con (',¡fll.'tur;¡ (Í\' .ll:Cf(' de una Ciudad tienen nUITlCrd,a' partes met;\líca~ que 'i,' c\lIcnden h'bta dentro de la tierra y. por tan lo. llenen una buena protCi..>.;jon

    2-6 Campos electrostáticos

    Campo t'lectroltúticQ. La Fíg, 2-4 mdlc' dl~tmtas 1. toirnlm:n ,e conocc como ('¡Jmpo dt' fua::u,

    U!tca\' de fuerza elretrosláticas, El campo de los alrededores de un \.llnpn L';¡rgadll \C represcnt,¡ generd¡mente P'" iinca~ J. las que se deno'11I11an /'>'1('(1' ,k /ll 1m,;", de kh ;¡lted~durt\ de l¡t1¡1 ,H !!a pOSItIVa 5e cllbujan slempr!! '¡alJend(\ de la carga, para una c.Irga neg¡lllva se dibUjan cntrando en di;¡ L" !'!I(, :'J) llu~tra el empico de lineas para rcprescnt:n el campo ,le in, ,,¡Irl'dcuorcs de una carga positiva y de una negatlv;L '''''nlra, que la ¡Ir : ¡{I du,¡ra el "l11lro electro,tauco dehido a cargas Iguales v \lb1, llll;l'

    fu,·, ,,il cnlrr ,ttrt:0'" 1,. Flg, 2-11 muestra dos cargas negal!";'" ':L lu.,U.ia, ,1 un {t'n!(q'('iri.~ de dl~lan(id Las cargas se rcp:~len {"n1re

  • 50

    n NJ)'\MINl()S in fLHTRICID;P L' f- I fRtJi'lJ(' '\

    rJ¡Od"'t '-0 8·_·_····· 1 dina Flr, .'.¡)

    '7::q¡

    El PMl'lIául )' el I'ultlo, Paf,; fI!'oduclr una :::Ife I '.•",.• U;""Ii, ,.1, ,1 \ca PU\llila o nq¡alJ"a, 'c 1".. ,. ',¡:ncrglll P:Jr., u",, [,., t'lc'clt'''it'' dl uil;J [1usJl'ilín ;¡ 01 fa, la carga post'5 (h~~t.TllH,' (,('HllU un phJt~h) l":tqt,H.I¡ 1 pu~· ..h~ tJ ~l..>nLl >:lLt!hln un ;";PlhjUi..,t\}f i~,'JbL} "\.' .... ~,fJ.;;.'~ Lt ,'lj\'.'

    d", pllllllh de pult:nLF¡1 ..!ldn: flUltJTl dC"lt.:h: t,'¡ pdh~fl",.i,J! lll~l'" h,ll\l ~ll rn;,'¡.\ ..dtt l . \/ 11'" l'\tr,Alll,h "h) \. !f~l\' \e ,,:ont: Ill,l' ,¡Ji"tlm,l" ¡"'l',> Fut'r:.a t'/"cfroTnotri:;; (/ FE;\{. SI 'é qUll'rt: IIldIlll'flc:¡ Uf. IL¡¡, de ,:1",

    lr\HH.:':,,> h..n yU~~ dplJ\...':.tt un.t Ptl~'ultll ,,,' pn,."~cnL! un \olLllt.,· ;.' dd~rt'n,:l,l ~i,,· r\\tt\.~llt u! ("11 !eh ~>\trenld''¡ de' ,,';hL.1 eknk'llt\) Lkl ~'lrcU1t¡., t>i(.l, \l}¡ltllt"" ',{.' ,hTt"P'(¡ Dan J nll.:~nud,,\ ,.dU!U\ d( (~"H!:'n

    FE/H, raida dI' tl'fl.Iíán J' diferl'ncia d,. rarencitlf. ¡ Jet'''\', ,[ ,.¡U, '. uIlluá Id nl!~rn;t unhlad paLJ Id :i..~nL la \.:alda lit' ll~íhh\f\ )- la d¡h-n"n ...'I,¡ de p>lll:n,:IilL puede 't'r d11kl1 '11 tl l ('>L.d)l~·\. dUd ,j;t, f\:nCla de- pu(Crh'1.di entre In" dt.,h ptd)tn~ !"'utrl" hh, q 'o,,"' j::""~

  • fl¡ ¡.¡ '''IH,''IF'lTO, ~Jih' lJ'" tPtLHl V ,h' id \clc~calad ((\tl Ll t1u~ '\c h"h...oe l:~t(· e', ,1 p,¡n'.if'I,' !la"". dc l;l dm,¡rnn" del aitl'rn,lc!pr, la prrnlcr,¡ produn' una "n¡¡en\c' ""II!liJl!,1 " c'I ~q!Llnd,' llna ,dtern" LSlt' e, ti mc1ch.iu nril, r'l ~h.t;\.n ih:- uhh~nt l }!Lindt:\ c~int¡d;ldc~ de t'ner!úa ctccln~a dI.J"1HÍt.' .:.\

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    r i43n'lPO' 1'::'°

    \~ " ., e jJII'} ~~ "'~ Corflent dc energía U vel dc"ud' de radiO p.>rlátllc~ 1.' \I1strlllTlcnlos ek"ClrÓntcos. conslstc en el empleo de una bobl' lla vlbratorw el1 su fuenle de alimentaCión p'lra elevar el rrhtlvamente bajo volta¡e de la hatería al alto voltaje que se requí"rt, ('11 el ¡ ",cptor de ,¡¡dí..) (1 ca d Instrumento electrónico. Otro procc(hmlento de ínterrumpír una comcnte por medIOS electrómclls c.'> apli(ar en los wtervalos de tiempo d

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