t1_electroestatica[1]

Electrotecnia Autor Fernando Bedate Boluda

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TEMA 1 ELECTROESTAacuteTICA

1A Anexo 1 Muacuteltiplos y submuacuteltiplos 11 La carga eleacutectrica 12 Fuerza electroestaacutetica 13 Potencial eleacutectrico 14 Energiacutea electroestaacutetica 15 Conductores y aislantes 16 Corriente eleacutectrica Cuestiones


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IA ANEXO A

A1) NOTACIOacuteN CIENTIacuteFICA Para expresar cantidades muy grandes o muy pequentildeas tales como 3780000000 o 00000000065 se suele utilizar la notacioacuten cientiacutefica La notacioacuten cientiacutefica consta de dos partes

La mantisa siempre viene expresada con la coma detraacutes del primer diacutegito significativo (es decir que sea distinto de cero) El nuacutemero que aparece en el exponente indica cuantas posiciones tenemos que desplazar la coma hacia la derecha si es positivo o hacia la izquierda si es negativo para convertir la notacioacuten a estaacutendar Ejercicio 1 convierte los siguientes nuacutemeros a

notacioacuten cientiacutefica notacioacuten estaacutendar

4025bull106

53bull10-4

130000

005

-2445bull106

00001006

7bull1015

-3450000

4026000000000

-112bull10-12

378 bull 109

Mantisa

Exponente


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A2) MUacuteLTIPLOS Y SUBMUacuteLTIPLOS Para expresar cantidades grandes o pequentildeas tambieacuten se puede utilizar muacuteltiplos o submuacuteltiplos Para convertir unidades con muacuteltiplos o submuacuteltiplos basta con aplicar el exponente adecuado o multiplicardividir por el muacuteltiplo de 10 adecuado Abreviatura Nombre Exponente Operacioacuten T Tera bull1012 times1000000000000 G Giga bull109 times1000000000 M Mega bull106 times1000000 K Kilo bull103 times1000 H Hecto bull102 times100 D Deca bull101 times10 - - bull100 times1 o divide1 d deci bull10-1 divide10 c centi bull10-2 divide100 m mili bull10-3 divide1000 micro micro bull10-6 divide1000000 n nano bull10-9 divide1000000000 p pico bull10-12 divide1000000000000 Ejercicio 2 Convierte los siguientes muacuteltiplos y submuacuteltiplos a sus unidades

naturales

35 mg

2 Gb

56 Kg

004 cl

20 microm

843 Dl

00032 ns

1200 Mb

65 mN

4556 Hm


4

EJERCICIOS IA Anexo A Alumno Grupo 1- Convierte los siguientes nuacutemeros a notacioacuten cientiacutefica notacioacuten estaacutendar

834bull108

905bull10-12

2800000000

000067

-412bull106

-0001078

9bull1015

1000000

950023

10-12

2- Convierte los siguientes muacuteltiplos y submuacuteltiplos a sus unidades naturales 56 ml

205 cm

0045 Kg

301 Gb

15000 ps

4305 Hm

8 KN

90575 dl

300 microm

00008 Tg

3- Convierte las siguientes unidades compuestas a sus unidades naturales

35 Kmh 30 mm2

56 KV mm 460 cm3

038 microgdl 106 Kgcm2


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I1 iquestQUEacute ES LA ELECTRICIDAD

La electricidad es una de las formas de energiacutea maacutes coacutemoda y ventajosa utilizada por el ser humano La energiacutea eleacutectrica la podemos utilizar para producir luz calor friacuteo fuerza motriz entre otras aplicaciones simplemente conectando un aparato eleacutectrico al enchufe domeacutestico Para entender la naturaleza de la electricidad es necesario primero entender la naturaleza de la materia y de sus partiacuteculas fundamentales La materia es todo aquello que nos rodea y que posee la cualidad de poder impresionar nuestros sentidos Como oposicioacuten a la materia tenemos el vaciacuteo que es la ausencia de materia La materia estaacute compuesta por sustancias materiales Si intentamos dividir la materia (ya sea soacutelida liacutequida o gaseosa) en trocitos cada vez maacutes pequentildeos encontraremos el aacutetomo Los aacutetomos son unas partiacuteculas materiales que ya no podemos dividir maacutes Asiacute una sustancia material estaacute compuesta por muchos aacutetomos iguales uno al lado del otro y muy juntos formando la materia Por ejemplo el oxiacutegeno (O2) el hierro (Fe) o el aluminio (Al) son sustancias compuestas por un solo tipo de aacutetomo Los aacutetomos tambieacuten pueden combinarse para formar otro tipo de partiacuteculas materiales llamadas moleacuteculas Muchas moleacuteculas iguales tambieacuten forman sustancias materiales Por ejemplo la sal comuacuten es una sustancia compuesta por dos tipos de aacutetomos cloro (Cl) y sodio (Na) Todos los aacutetomos estaacuten compuestos por un centro soacutelido muy pequentildeo llamado nuacutecleo compuesto a su vez por protones y neutrones y una nube de electrones girando alrededor del nuacutecleo De estas tres partiacuteculas fundamentales nos interesa conocer las siguientes propiedades masa y carga

La masa es la propiedad que les confiere peso e inercia Cuanto mayor es la masa de una partiacutecula o un cuerpo maacutes pesado seraacute y maacutes nos costaraacute desplazarlo si lo empujamos La masa se mide en kilogramos (kg) y se representa mediante la letra m


6

La carga es la propiedad que crea fuerzas de atraccioacuten y repulsioacuten ldquoa distanciardquo entre partiacuteculas o cuerpos con carga Decimos que es una tipo de fuerza a distancia porque no existe contacto fiacutesico entre los cuerpos Otro tipo de fuerzas a distancia son la gravitatoria o la magneacutetica La carga se mide en Culombios (C) y se representa mediante la letra Q La carga ni se crea ni se destruye soacutelo se transfiere A continuacioacuten se resumen la masa y la carga de las partiacuteculas elementales

Masa Carga eleacutectrica Protoacuten 167 middot 10-27 kg 16 middot 10-19 C Neutroacuten 167 middot 10-27 kg 0 C Electroacuten 991 middot 10-31 kg -16 middot 10-19 C Los aacutetomos de cualquier sustancia en su estado normal tienen igual cantidad de

protones que de electrones por lo tanto la carga eleacutectrica neta es nula Un aacutetomo estaacute cargado cuando tiene maacutes o menos electrones que protones y se llama ioacuten positivo o catioacuten si tiene defecto de electrones e ioacuten negativo o anioacuten si tiene exceso de electrones Por ejemplo el Cl- es un ioacuten negativo de Cloro

Si por cualquier motivo conseguimos que haya distinta cantidad de electrones que

de protones en una sustancia eacutesta habraacute quedado cargada eleacutectricamente Una forma faacutecil de cargar un cuerpo eleacutectricamente es frotaacutendolo con un pantildeo de tela de esta forma conseguimos que ceda electrones al pantildeo o viceversa a este fenoacutemeno le llamamos carga electroestaacutetica por friccioacuten

La electricidad es un fenoacutemeno fiacutesico que aparece cuando hay cargas eleacutectricas

en movimiento De hecho la mayoriacutea de las veces la electricidad es debida al movimiento de los electrones que se encuentran en las oacuterbitas maacutes exteriores de los aacutetomos y que al saltar de un aacutetomo a otro produces ese movimiento de cargas que llamamos electricidad Ejercicio 1 El nuacutecleo de un aacutetomo de hierro tiene 26 protones y 29 neutrones

iquestCuaacutento seraacute la carga y la masa de dicho nuacutecleo

Ejercicio 2 Si por friccioacuten con el aire un coche adquiere un exceso de 5 mil

millones de electrones calcula la carga electroestaacutetica que tiene el coche

Ejercicio 3 Calcula la carga de un ioacuten positivo de sodio (Na+) si estaacute

compuesto por 11 protones 11 neutrones y 10 electrones


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EJERCICIOS I1 iquestQueacute es la electricidad Alumno Grupo

1- Calcula la carga y la masa de un nuacutecleo de nitroacutegeno si sabemos que tiene 7 protones y 7 neutrones 2- Un aacutetomo de Helio estaacute compuesto por 2 protones 2 neutrones y 2 electrones Calcula la carga total de dicho aacutetomo 3- Si en un aacutetomo neutro de Helio uno de los electrones es arrancado de la oacuterbita de dicho aacutetomo quedando soacutelo un electroacuten Calcula la carga total de dicho aacutetomo 4- Un ioacuten negativo de oxiacutegeno estaacute compuesto por 8 protones 8 neutrones y 10 electrones Calcula la carga de dicho ioacuten O2- 5- iquestCuaacutentos electrones tiene que haber en exceso o defecto para que la carga de un cuerpo sea de -30 mC 6- iquestCuaacutentos electrones tiene que haber de defecto o exceso para que la carga de un cuerpo sea de 5 nC 7-Tras frotar un trozo de vidrio con un pantildeo de lana eacuteste se queda cargado positivamente Si medimos la carga del trozo de vidrio en 04 mC Determina si hemos arrancado o incorporado electrones el vidrio y en queacute cantidad 8- En un litro de agua hay disueltos 2middot 1015 iones de Cl- Calcula la carga que le confieren al agua estos iones


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I2 FUERZA ELECTROESTAacuteTICA

Entre dos cargas o dos cuerpos cargados eleacutectricamente aparece una fuerza eleacutectrica de atraccioacuten o repulsioacuten a distancia Cuando las cargas son de igual signo se repelen y cuando son de signo contrario se atraen La ley de Coulomb dice que la fuerza con la que se atraen o repelen dos cargas es directamente proporcional al producto de dichas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa dichas cargas Expresado matemaacuteticamente

221

d

qqKF

sdotsdot=

donde q1 y q2 son las cargas eleacutectricas de cada uno de los cuerpos cargados y se miden en Culombios (C) d es la distancia y se mide en metros (m) F es la fuerza y se mide en Newtons (N) K es la constante de Coulumb y vale 9 middot 109 Ejercicio 1 Dos partiacuteculas cargadas y separadas entre si ejercen

mutuamente una fuerza de atraccioacuten iquestLas cargas seraacuten del mismo signo o de

signo contrario iquestY si las separamos un poco la fuerza de atraccioacuten seraacute

mayor o menor

Ejercicio 2 Calcula y dibuja la fuerza con la que se repelen dos protones

separados 0000005 miliacutemetros


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EJERCICIOS I2 Fuerza Electroestaacutetica

Alumno Grupo

1- Dos cargas positivas de 15 C y de 075 C estaacuten situadas a una distancia de 0035 m Averigua cual seraacute el valor de la fuerza eleacutectrica e indica si seraacute de atraccioacuten o repulsioacuten 2- Dos cargas de 35 middot 10-5 C y -12 middot 10-4 C separadas entre si por 24 middot 10-3 m interaccionan eleacutectricamente Calcula la fuerza eleacutectrica y expresa si seraacute de atraccioacuten o repulsioacuten

3- Dos electrones que estaacuten flotando en el espacio se encuentran a una distancia de 002 microm Calcula el valor de la fuerza de repulsioacuten Tras unos instantes y fruto de esa fuerza los electrones se distancian y se encuentran ahora a 055 microm Calcula ahora el valor de esta segunda fuerza iquestAumenta o disminuye la fuerza al aumentar la distancia 4- Para conocer la cantidad de electrones que se han cargado en un cuerpo acercamos a 9 mm otro cuerpo cargado eleacutectricamente con 20 microC y medimos la fuerza electroestaacutetica de atraccioacuten en 20N Calcula la carga que tiene el primer cuerpo iquestA cuantos electrones de exceso equivale esa carga 5- Cogemos una bola de vidrio y lo frotamos contra un pantildeo de lana y despueacutes cogemos una bola de ebonita y tambieacuten lo frotamos contra la lana Depositamos ambos trozos encima de la mesa a una distancia de unos centiacutemetros y comprobamos que al soltarlos los dos trozos se atraen mutuamente y se desplazan por si solos hasta juntarse En cambio si repetimos el experimento con dos trozos de vidrio se produce el efecto contrario y tienden a separarse - A la vista de los resultados determina si las cargas adquiridas por frotamiento por el vidrio y la ebonita son del mismo signo o de signo contrario - Predice que pasaraacute si repetimos el experimento con dos trozos de ebonita


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I3 POTENCIAL ELEacuteCTRICO

Hasta ahora hemos visto que entre dos cuerpos cargados aparece una fuerza de atraccioacuten o repulsioacuten a distancia Ahora vamos a ver queacute pasa cuando soacutelo hay un cuerpo cargado Evidentemente no existe ninguna fuerza porque no hay maacutes que soacutelo un cuerpo Sin embargo la carga de este cuerpo siacute que modifica las propiedades del espacio que lo rodea y a esta propiedad la vamos a llamar potencial eleacutectrico Este potencial es anaacutelogo al efecto gravitatorio que producen la masa de los cuerpos a su alrededor Por ejemplo alrededor de la Tierra observamos coacutemo su masa modifica las propiedades del espacio que rodea a la Tierra En este caso la propiedad asignable a cada punto del espacio seriacutea el potencial gravitatorio o altura gravitatoria El potencial eleacutectrico creado por una carga puntual se obtiene como

d

qKV sdot=

donde q es la carga eleacutectrica del cuerpo cargado d es la distancia V es el potencial y se mide en Voltios (N) y K es la constante de Coulumb Ejercicio 1 Obteacuten el potencial creado por una carga puntual de 45pC a una

distancia de 7mm de distancia

En la praacutectica casi siempre que hablamos de potencial nos estamos refiriendo realmente a la diferencia de potencial entre dos puntos La diferencia de potencial entre dos puntos A y B seraacute la resta del potencial en B menos el potencial en A En la praacutectica se utiliza el teacutermino tensioacuten eleacutectrica o voltaje para referirse a la diferencia de potencial La diferencia de potencial es el equivalente a la diferencia de altura en el campo gravitatorio Ejercicio 2 Calcular la diferencia de potencial que existe entre el punto del

ejercicio anterior y otro que se encuentra 2mm maacutes cerca de la carga

puntual


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EJERCICIOS I3 Potencial eleacutectrico Alumno Grupo 1- iquestQueacute potencial aparece en un punto del espacio situado a 35 cm de distancia de un cuerpo cargado con una carga de 6middot10-9 C 2- iquestQueacute potencial existe a una distancia de medio metro de un cuerpo sin carga Ahora le antildeadimos 9middot109 electrones iquestQueacute carga tendraacute dicho cuerpo iquestQueacute potencial habraacute en el punto anterior 3- A una distancia de 3mm de un cuerpo existe un potencial de 200V iquestQueacute carga tiene dicho cuerpo Para reducir el potencial a 100V iquesta queacute distancia habremos de situarnos 4- A un cuerpo sin carga le sustraemos 1011 electrones iquestQueacute diferencia de potencial aparece entre dos puntos situados a 10m y a 15 m respectivamente 5- Calcula la diferencia de potencial que aparece entre los dos puntos del dibujo si la carga del cuerpo es de 60 nC


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I4 ENERGIacuteA ELECTROESTAacuteTICA

La energiacutea es la capacidad de un cuerpo de realizar un trabajo Cuando una fuerza desplaza a otro cuerpo se dice que estaacute realizando trabajo mecaacutenico El trabajo realizado por cualquier fuerza se calcula como

dFE sdot= donde E es la energiacutea o el trabajo y se mide en Julios (J) F es la fuerza y se mide en Newtons (N) y d es la distancia recorrida y se mide en metros (m) Hay que entender la energiacutea como la forma en la que se almacena el trabajo La energiacutea se puede almacenar de muchas formas calor presioacuten velocidad alturahellipCuando el trabajo se almacena en forma de altura se llama energiacutea potencial gravitatoria El trabajo de empujar un peso para elevarlo se convierte en energiacutea potencial De forma anaacuteloga la energiacutea potencial eleacutectrica se define como el trabajo realizado para desplazar una carga cualquiera de un punto a otro El trabajo seraacute positivo si hay que realizar una fuerza para mover las cargas si no significa que las cargas se mueven libremente desprendiendo energiacutea Ejercicio 1 Calcular el trabajo que hay que realizar para deslazar una masa

una distancia de 30m si la fuerza que hay que aplicar es de 560N

Ejercicio 2 Para elevar un cubo de agua que tiene una masa de 7 kg hace

falta realizar una fuerza de 686 N (Peso=7 kg times 98 ms2) iquestCuaacutel seraacute la energiacutea

potencial adquirida si lo elevamos 18 m

Mediante el potencial podemos calcular faacutecilmente el trabajo o la energiacutea

necesaria para desplazar cargas de un punto a otro El potencial eleacutectrico en un punto se define como el trabajo que hay que realizar para desplazar una carga unitaria positiva desde el infinito hasta ese punto Por tanto el trabajo para desplazar una carga del punto A al punto B se expresa como

( ) qVVqVE abab sdotminus=sdot=

donde E es el trabajo o la energiacutea eleacutectrica Va y Vb es el potencial en A y B respectivamente Vab es la diferencia de potencial entre A y B y q es la carga eleacutectrica Ejercicio 1 Calcula el trabajo que cuesta mover un electroacuten desde el extremo

positivo al negativo de una pila sabiendo que la diferencia de potencial entre

los extremos de la pila es de 15 V


13

EJERCICIOS I4 Energiacutea electroestaacutetica Alumno Grupo 1- iquestQueacute trabajo realiza un motor si empuja un coche con 7000N durante 5Km De doacutende proviene la energiacutea para realizar este trabajo 2- Para estirar un muelle 08 metros hay que realizar una fuerza media de 250N iquestCuaacutenta energiacutea ha almacenado el muelle 3- Para separar dos cuerpos cargados eleacutectricamente entre siacute hay que realizar una fuerza de 35N iquestCuaacutenta energiacutea potencial se acumula si los separamos 30 cm 4- Sea un punto A del espacio con Va=2V y sea B otro punto del espacio con Vb=5V Calcula el trabajo necesario para desplazar una carga de 3 mC desde A hasta B 5- Queremos mover una carga de 28 mC del polo negativo al positivo de una pila de 5V (osea que la diferencia de potencial entre sus bornes es de 5V) iquestcuaacutento trabajo tenemos que aplicar Despueacutes queremos realizar la operacioacuten opuesta y mover esta misma carga del polo positivo al negativo iquestcuaacutento trabajo tenemos que aplicar ahora 6- iquestQueacute diferencia de potencial aparece entre dos puntos situados a 5 y 10 m respectivamente de una carga de 5nC iquestQueacute trabajo hay que realizar para mover una carga de 6 mC entre esos dos puntos 7- iquestQueacute trabajo hay que realizar para acercar dos cargas de 60 microC de una distancia de 8mm a 5mm 8- iquestCuaacutenta energiacutea se puede liberar al desplazar las cargas del ejercicio anterior desde una separacioacuten inicial de 10mm a una separacioacuten muy grande (infinita)


14

I5 CONDUCTORES Y AISLANTES

Hasta ahora hemos analizado las interacciones eleacutectricas en el vaciacuteo es decir en ausencia de materia Ahora vamos a analizar coacutemo se comporta la materia en presencia de campo eleacutectrico Los electrones en presencia de otras cargas reciben una fuerza eleacutectrica que intenta arrancarlos de sus aacutetomos Asiacute en funcioacuten de lo fuerte que un aacutetomo sujete a sus electrones clasificamos los materiales en aislante si estaacuten fuertemente sujetos o en conductores si sus electrones maacutes alejados del nuacutecleo estaacuten deacutebilmente ligados y pueden saltar libremente de aacutetomo en aacutetomo sin casi resistencia Son materiales conductores los metales y el agua en cambio los plaacutesticos la madera el aire el aceite las resinas los materiales ceraacutemicos el vidrio son todos aislantes La propiedad que mide lo bien o mal que conduce la electricidad un material es la resistividad se representa con la letra griega ρ y se mide en Ωmm2m A continuacioacuten vemos las resistividades de algunos materiales a 20ordmC de temperatura

Material ρ Material ρ Plata 0016 Cromoniacutequel 11 Cobre 0017 Bismuto 12 Bronce 0018

Oro 0023 Pizarra 1012

Aluminio 0028 Celuloide 1014

Magnesio 0045 Tela 1014 Grafito 0046 Aacutembar 1020 Tungsteno 0055 Caucho 1020 Wolframio 0055 Mica 1020 Cinc 0063 PVC 1020 Latoacuten 007 Vidrio 1020 Niacutequel 008 Metracrilato 1021 Hierro 01 Poliestireno 1021 Estantildeo 011 Polipropileno 1021 Platino 014 Parafina 1022 Plomo 021 Cuarzo 1023 Vemos que el mejor conductor de todos es la plata pues tiene la resistividad maacutes baja Tambieacuten observamos que a partir de la pizarra todos los materiales son aislantes Para los aislantes podemos considerar la resistividad infinita a todos los efectos


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Los materiales aislantes tienen valores tan altos de resistividad que praacutecticamente no conducen nada de electricidad Esto es cierto siempre y cuando la fuerza con la que intentemos arrancar los electrones del aacutetomo no sea demasiado elevada Si aplicamos una fuerza de gran potencia podemos llegar a forzar la circulacioacuten de electrones producieacutendose la perforacioacuten del aislante Un ejemplo de este fenoacutemeno es el rayo que descarga una nube Cuando se produce la perforacioacuten la chispa que lo atraviesa suele provocar la destruccioacuten y combustioacuten del material dejaacutendolo inservible Llamamos rigidez dieleacutectrica de un material al valor de tensioacuten por unidad de longitud capaz de producir dicha perforacioacuten A continuacioacuten se exponen algunas rigideces dieleacutectricas Material Rigidez dieleacutectrica (Vm) Papel 16 106

Aceite 4 106 Policloruro de vinilo (PVC) 50 106 Aire seco 31 106 Polietileno (PE) 16 106 Los cables o hilos maacutes utilizados en las instalaciones tienen el alma de cobre (Cu) o aluminio (Al) Los aislamientos son de plaacutestico siendo los maacutes frecuentes de - Termoplaacutesticos que se derriten al calentarlos como el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno (PE) Soportan hasta 70ordmC - Termoestables que combustionan antes de derretirse como el polietileno reticulado (XLPE) o etileno propileno (EPR) Se pueden calentar hasta 90ordmC Ejercicio 1 iquestQueacute tensioacuten tenemos que aplicar a un paquete de folios de 2 mm

de espesor para perforarlos eleacutectricamente

Ejercicio 2 Calcula la distancia a la que tenemos que acercar los cables

conectados a un enchufe domeacutestico (230V) para que se produzca una chispa

en el aire seco

Ejercicio 3 iquestQueacute grosor de aislamiento de PVC tenemos que utilizar en un

cable de 20 KV para que no se produzca la perforacioacuten


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EJERCICIOS I5 Conductores y aislantes Alumno Grupo 1- Las resistividades de los siguientes materiales son 1020 0023 y 008 Determina si son aislantes o conductores y cuaacutel seraacute mejor conductor de todos 2- Sea una capa de aire seco de 25cm de espesor iquestqueacute tensioacuten tenemos que aplicar para arrancar los electrones de las moleacuteculas de aire y producir una chispa iquestCuaacutenta energiacutea libera cada electroacuten si se desplazan los 25 cm de espesor 3- En un condensador cuyas placas estaacuten separadas 12 mm le introducimos aceite y le aplicamos 20000 voltios de tensioacuten Determina si se produciraacute la perforacioacuten del aislante 4- iquestQueacute diferencia de potencial tenemos que aplicar a un trozo de PVC de 2 mm de grosor para perforarlo 5- En una tormenta eleacutectrica la diferencia de potencial que se produce entre las nubes y el suelo es del orden de 10 millones de voltios justo antes de que se produzca un relaacutempago Suponiendo que la altura de las nubes es de 2 Km Calcula la rigidez dieleacutectrica del aire huacutemedo e ionizado


17

I6 CORRIENTE ELEacuteCTRICA

La corriente eleacutectrica se define como el desplazamiento de cargas eleacutectricas en el seno de un conductor De igual manera que cuando hablamos de corriente de agua o de aire nos referimos al flujo de agua o de aire dentro de un conducto Para que se produzca el desplazamiento de cargas ha de existir un campo eleacutectrico capaz de ejercer una fuerza que mueva dichas cargas Y puesto que los nuacutecleos atoacutemicos estaacuten fuertemente ligados entre siacute son los electrones los que fluyen por el conductor Como los electrones tienen cargas negativas el sentido de la corriente es el opuesto al sentido de movimiento de los electrones

La intensidad de corriente mide la cantidad de electrones medido en coulombios que circula por un conductor por unidad de tiempo

t

QI =

donde I es la intensidad y se mide en Amperios (A) y t el tiempo y se mide en segundos Clasificamos la corriente eleacutectrica en corriente continua cuando el flujo de electrones siempre sigue el mismo sentido y en corriente alterna cuando los electrones cambian el sentido del desplazamiento cada cierto tiempo


18

La corriente continua es la que se utiliza en los circuitos alimentados con bateriacuteas o pilas como los aparatos electroacutenicos los circuitos de un coche o de un tren La corriente alterna se utiliza en el resto de aplicaciones como en los circuitos domeacutesticos e industriales Ejercicio 1 Por un conductor circula una carga de 20 mC en un minuto

Calcula la intensidad de corriente

Ejercicio 2 iquestQueacute corriente circula cuando un conductor es atravesado por 50

millones de electrones en un segundo

Ejercicio 3 iquestQueacute cantidad de carga se acumula en una bateriacutea si para

recargarla hay que aplicarle 25 A durante 6 horas

Ejercicio 4 Por un circuito de corriente alterna circula un corriente de 35 A

en un sentido durante 5 segundos y luego circula la misma corriente en

sentido contrario durante otros 5 segundos y asiacute sucesivamente Calcula la

carga neta que circula por un conductor en 15 segundos y en 1 minuto


19

CUESTIONES TEMA 1 ELECTROESTAacuteTICA Realiza una redaccioacuten de al menos 100 palabras sobre cada uno de los temas siguientes 1- Electricidad y carga eleacutectrica El aacutetomo sus partiacuteculas y su carga eleacutectrica La ley de Coulomb 2-La energiacutea y el trabajo la energiacutea potencial electroestaacutetica y el potencial eleacutectrico 3- Conductores y aislantes Perforacioacuten y rigidez dieleacutectrica Conductores y aislantes maacutes usuales 4- La carga eleacutectrica e intensidad de corriente Clasificacioacuten de la corriente eleacutectrica


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FORMULARIO TEMA 1 ELECTROESTAacuteTICA

Masa Carga eleacutectrica Protoacuten 167 middot 10-27 kg 16 middot 10-19 C Neutroacuten 167 middot 10-27 kg 0 C Electroacuten 991 middot 10-31 kg -16 middot 10-19 C

221

d

qqKF

sdotsdot= K=9109

d

qKV sdot=

dFE sdot= ( ) qVVqVE abab sdotminus=sdot= t

QI =




Magnesio 0045 Tela 1014 Grafito 0046 Aacutembar 1020 Tungsteno 0055 Caucho 1020 Wolframio 0055 Mica 1020 Cinc 0063 PVC 1020 Latoacuten 007 Vidrio 1020 Niacutequel 008 Metracrilato 1021 Hierro 01 Poliestireno 1021 Estantildeo 011 Polipropileno 1021 Platino 014 Parafina 1022 Plomo 021 Cuarzo 1023

Material Rigidez dieleacutectrica (Vm) Papel 16 106

Aceite 4 106 Policloruro de vinilo (PVC) 50 106 Aire seco 31 106 Polietileno (PE) 16 106


2

IA ANEXO A

A1) NOTACIOacuteN CIENTIacuteFICA Para expresar cantidades muy grandes o muy pequentildeas tales como 3780000000 o 00000000065 se suele utilizar la notacioacuten cientiacutefica La notacioacuten cientiacutefica consta de dos partes

La mantisa siempre viene expresada con la coma detraacutes del primer diacutegito significativo (es decir que sea distinto de cero) El nuacutemero que aparece en el exponente indica cuantas posiciones tenemos que desplazar la coma hacia la derecha si es positivo o hacia la izquierda si es negativo para convertir la notacioacuten a estaacutendar Ejercicio 1 convierte los siguientes nuacutemeros a

notacioacuten cientiacutefica notacioacuten estaacutendar

4025bull106

53bull10-4

130000

005

-2445bull106

00001006

7bull1015

-3450000

4026000000000

-112bull10-12

378 bull 109

Mantisa

Exponente


3


naturales

35 mg

2 Gb

56 Kg

004 cl

20 microm

843 Dl

00032 ns

1200 Mb

65 mN

4556 Hm


4


834bull108

905bull10-12

2800000000

000067

-412bull106

-0001078

9bull1015

1000000

950023

10-12


205 cm

0045 Kg

301 Gb

15000 ps

4305 Hm

8 KN

90575 dl

300 microm

00008 Tg


35 Kmh 30 mm2

56 KV mm 460 cm3



5





6














7




8



221

d

qqKF

sdotsdot=




mayor o menor




9


Alumno Grupo




10



d

qKV sdot=





puntual


11



12















13



14








15






en el aire seco




16



17




t

QI =



18












19



20



221

d

qqKF

sdotsdot= K=9109

d

qKV sdot=


QI =








3


naturales

35 mg

2 Gb

56 Kg

004 cl

20 microm

843 Dl

00032 ns

1200 Mb

65 mN

4556 Hm


4


834bull108

905bull10-12

2800000000

000067

-412bull106

-0001078

9bull1015

1000000

950023

10-12


205 cm

0045 Kg

301 Gb

15000 ps

4305 Hm

8 KN

90575 dl

300 microm

00008 Tg


35 Kmh 30 mm2

56 KV mm 460 cm3



5





6














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d

qqKF

sdotsdot=




mayor o menor




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Alumno Grupo




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en el aire seco




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205 cm

0045 Kg

301 Gb

15000 ps

4305 Hm

8 KN

90575 dl

300 microm

00008 Tg


35 Kmh 30 mm2

56 KV mm 460 cm3



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6














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mayor o menor




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Alumno Grupo




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t1_electroestatica[1]

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