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Fundamentos bsicos de
electricidad
La electricidad.- es una propiedad fsica que se manifiesta por la atraccin o repulsin entre partculas cargadas elctricamente. Esta propiedad se origina en la existencia de electrones (con carga negativa) o protones (con carga positiva).
03/10/2013 Dra. Marcia Zapata.- Biofsica
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La electricidad es una de las formas de energa que se manifiesta de dos maneras: Esttica y en forma de flujo de corriente
ELECTROSTATICA Estudio del comportamiento de las cargas elctricas en reposo. A las partculas elctricas positivas se las denomina protones y a las partculas negativas electrones.
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Esto da lugar a la Ley Cualitativa de la Electrosttica: Cargas de igual signo se repelen Cargas de distinto signo se atraen Y cuando sus cargas positivas y
negativas se igualan, el cuerpo est en estado neutro.
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LEY DE COULOMB La fuerza elctrica con la que se atraen dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de sus cargas elctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa:
Fe = K q1q2/d2
Fe: Fuerza de atraccin elctrica K: Constante de proporcionalidad de Coulomb q1q2: Cargas elctricas puntuales d: Distancia de separacin
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UNIDADES SI
Fe: Newton K: 9*10 9 N*m/C q
1q
2: Coulombios
d: metros
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La electricidad puede producirse de forma natural. Los rayos que aparecen durante las tormentas son descargas elctricas que se originan por la transferencia de energa entre la ionosfera y la superficie terrestre. Otro fenmeno de electricidad natural se produce en los procesos biolgicos que permiten funcionar al sistema nervioso
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Cuando dos materiales se ponen en ntimo contacto algunos de sus electrones que estn unidos muy dbilmente se transfieren de un material a otro.
La electricidad es el flujo de:
a) Electrones,
b) Electrones e iones.
c) Iones
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Un cuerpo est electrizado cuando su estructura tiene un exceso o dficit de electrones o de iones.
El tomo est formado por partculas electrizadas, pero en su conjunto es elctricamente neutro.
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La energa elctrica puede expresarse en trminos de carga o de masa.
CARGA Es la cantidad de electricidad que tiene un cuerpo.
Se mide en Coulombios.
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Coulombio: Cantidad de electricidad para que dos cuerpos de igual masa, separados a un metro de distancia, y en el vaco se atraigan o se rechacen con una fuerza de
F = 9 x 109 newton
Carga del electrn: 1.6020 x 10-19 Coulombios
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CAPACITOR: Cualquier dispositivo que almacena carga elctrica. La membrana celular es un capacitor
CAMPO ELCTRICO: Espacio alrededor de una
carga elctrica en el que se manifiestan los fenmenos elctricos.
La intensidad del campo elctrico en un punto. depende: de la carga distancia entre el punto y esa carga y del medio en que se ubica el campo
elctrico. 03/10/2013 Dra. Marcia Zapata.- Biofsica
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E = K q / d2
E: Intensidad del campo elctrico
K: Constante de proporcionalidad de Coulomb
q: Carga elctrica puntual que genera el campo elctrico
d: Distancia de accin del campo
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POTENCIAL ELCTRICO: Es el trabajo realizado por una partcula electrizada al desplazarse en un campo elctrico. Es la energa potencial por unidad de carga elctrica.
V = Trabajo(energa) /carga
Reemplazando:
V = Fe*d/ q
V = Kq1q2/d2*d/q
V = Kq/d
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V: Diferencia de potencial elctrico
K: Constante de proporcionalidad de Coulomb
q: Carga elctrica sobre la que se realiza trabajo
d: Distancia
UNIDADES SI
V= julio/coulombio = voltio
K= 9 x 109 newton*m2/C
q= Coulombio
d= Distancia
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Ejemplo:
Que energa adquiere un electrn, al desplazarse entre dos puntos entre los cuales existe una diferencia de potencial de 1 voltio, sabiendo que la carga del electrn es de 1.6 * 10-19 C
V =Energa/q
Energa = V*q
Energa= 1voltio* 1.6 * 10-19 C
Energa= 1.6 * 10-19 julio
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Es la energa cuando el electrn es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio se denomina electronvoltio (eV), unidad utilizada en fsica atmica
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El potencial es positivo si la carga es positiva y negativo en caso contrario. Ejemplo:
Protn + ; potencial +
Electrn - ; Potencial -
La diferencia de potencial entre dos puntos es la hay entre los potenciales de esos puntos.
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Una carga elctrica fluye desde el mayor hacia el menor potencial. El flujo es proporcional a la diferencia de potencial entre los puntos extremos.
DESCARGA: Si ese flujo no es controlado. Se produce violentamente y en un lapso muy corto.
CORRIENTE ELCTRICA: El flujo es ordenado y generalmente a travs de un conductor.
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Los conductores permiten el paso de su corriente a travs de su masa
Los aislantes no lo permiten
Clases de conductores:
1, 2 y 3 clase
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Los conductores de primera clase conducen electrones (son los metales).
Los de segunda conducen iones y electrones (soluciones electrolticas, medio biolgico, citoplasma que, adems presenta una gran resistencia al flujo de corriente)
Los de tercera clase conducen iones
( gases raros de la atmsfera)
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INTENSIDAD DE CORRIENTE ELCTRICA: Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en unidad de tiempo.
Ecuacin: I= q/t
I= intensidad de corriente elctrica
Q= carga elctrica de electrones
T= tiempo
Unidades: SI
I= Coulombio/segundo (amperio)
Q= coulombio
t= segundo
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RESISTENCIA: Oposicin al flujo de cargas que presenta un conductor.
UNIDAD: OHMIO ()
CONDUCTACIA O CONDUCTIBILIDAD: Facilidad con que se mueven las cargas a travs de un conductor. UNIDAD: MHO o SIEMENS
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