TEMA 8. ELECTROSTTICA

TEMA 8. ELECTROSTTICA1. ELECTRIZACIN DE LOS CUERPOSCARGA ELCTRICA: propiedad intrnseca de la materiaAl frotar unos cuerpos con otros se produce un traspaso de carga elctrica entre ellosExisten dos tipos de cargas: positiva y negativa1er experimento sobre la electricidad realizado por Tales de Mileto (625 a.C.)S. XVIII: Benjamin Franklin defini:Carga positiva: la que tiene el vidrioCarga negativa: la del mbar2. LA CARGA ELCTRICAMODELO ATMICO DE LA MATERIA:tomos formados por protones, electrones y neutronesEn el ncleo estn los protones y los neutronesLos electrones se mueven por la cortezaLos protones tienen carga positiva, los electrones negativa y los neutrones no tienen cargaUn tomo neutro tiene igual nmero de protones que de electrones

2. LA CARGA ELCTRICAIONES: tomos que han ganado o perdido electrones

ANINCATIN2. LA CARGA ELCTRICAPROPIEDADES DE LA CARGA ELCTRICA (q):La carga del electrn (igual a la del protn pero cambiada de signo) es la carga libre ms pequea que se conoceRecibe el nombre de carga elemental (e) y su valor en el S.I. es e = 1,610-19 C (C= culombio)

2. LA CARGA ELCTRICAPROPIEDADES DE LA CARGA ELCTRICA (q):La carga elctrica est cuantizada (no puede tomar cualquier valor ). La carga neta de un cuerpo es un mltiplo entero de la carga elemental e

El culombio es una unidad demasiado grande, por lo que solemos tomar submltiplos:Miliculombio (1 mC = 10-3 C)Microculombio (1 mC =10-6 C)Nanoculombio (1 nC = 10-9 C)

Cargas elctricas de un mismo signo se repelen y cargas elctricas del mismo signo se atraen2. LA CARGA ELCTRICA

2. LA CARGA ELCTRICAUn cuerpo est cargado o electrizado si ha ganado o perdido electrones:

CUERPO CARGADO POSITIVAMENTE: Ha perdido electrones, lo que hace que tenga mayor cantidad de cargas positivas que de cargas negativas (ejemplo: vidrio frotado con tela de seda pierde electrones)

CUERPO CARGADO NEGATIVAMENTE: Ha ganado electrones, lo que hace que tenga mayor cantidad de cargas negativas que de cargas positivas (ejemplo: plstico frotado piel gana electrones)

2. LA CARGA ELCTRICAPRINCIPIO DE CONSERVACIN DE LA CARGA ELCTRICA: La carga elctrica no se crea ni desaparece: slo se mueve de un lugar a otro

Esto significa que si un cuerpo adquiere una carga positiva, otro cuerpo adquiere una carga negativa del mismo valor

3. AISLANTES Y CONDUCTORESMATERIALES AISLANTESNo permiten el movimiento de electrones en su interior (plstico, vidrio, madera, )Estos son algunos ejemplos de materiales ordenados de ms positivo a ms negativo:Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon, lana, seda, papel, algodn, madera, mbar, polister, poliuretano, vinilo (PVC), tefln.MATERIALES CONDUCTORESpermiten el movimiento de electrones en su interior (metales, disolucin de sal, grafito, )

3. AISLANTES Y CONDUCTORESMATERIALES CONDUCTORESPermiten el movimiento de electrones en su interior (metales, disolucin de sal, grafito, )Si un material conductor se carga positiva o negativamente, los electrones no se quedan en el punto de carga se distribuyen por todo el material

3. AISLANTES Y CONDUCTORESCARGA DE UN CONDUCTOR 2 mtodos:

POR INDUCCIN

POR CONTACTO

3. AISLANTES Y CONDUCTORESELECTRIZACIN POR INDUCCIN:

SE ACERCA UN CUERPO CARGADO (CONDUCTOR O AISLANTE) barra- A UN CONDUCTOR NEUTRO - esfera-LA CARGA DEL CUERPO CARGADO HACE QUE LAS CARGAS DEL CONDUCTOR SE REDISTRIBUYAN

3. AISLANTES Y CONDUCTORESELECTRIZACIN POR CONTACTO:

SE ACERCA UN CUERPO CARGADO (CONDUCTOR O AISLANTE) barra- A UN CONDUCTOR NEUTRO - esfera- , LO QUE GENERA EN PRIMER LUGAR UNA CARGA POR INDUCCINCUANDO EL CUERPO CARGADO TOCA AL CONDUCTOR, LO HACE EN LA PARTE CARGADA CON SIGNO OPUESTO AL SUYO, CEDINDOLE AS PARTE DE SU CARGA

3. AISLANTES Y CONDUCTORESELECTROSCOPIO aparato utilizado para:

Saber si un cuerpo est cargado

Saber si esta carga es grande o pequea

Distinguir si dos cuerpos tienen una carga del mismo signo o de signo contrario

3. AISLANTES Y CONDUCTORESELECTROSCOPIO

FORMADO POR:

Barra metlica

Bola metlica

Lminas metlicas ligeras

Aislante que proteja el conjunto3. AISLANTES Y CONDUCTORESELECTROSCOPIOSi el cuerpo est cargado, al tocar la esfera del electroscopio hace que las lminas se separenEl grado de separacin de las lminas indica la magnitud de la cargaPara saber si dos cargas son iguales u opuestas:Tocamos la esfera con una de las cargas y observamos cunto se separan las lminasTocamos la esfera con la otra carga:Si las lminas se separan ms: cargas del mismo signoSi las lminas se acercan: cargas de signo opuesto

4. LEY DE COULOMB DOS CARGAS ELCTRICAS PUNTUALES SE ATRAEN O REPELEN CON UNA FUERZA DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE SUS CARGAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA ENTRE ELLAS

ESTA FUERZA TIENE LA DIRECCIN DE LA RECTA QUE UNE LAS CARGAS (EL SENTIDO DEPENDER DEL SIGNO DE LAS CARGAS)

4. LEY DE COULOMB K = constante de Coulomb. Depende del medio en el que se encuentren las cargasEn el vaco, K0 = 9109 Nm2/C2

4. LEY DE COULOMB PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN DE FUERZAS: Para calcular la fuerza total que 2 o ms cargas ejercen sobre otra carga, hay que tener en cuenta que:

El efecto de cada carga es independiente de la existencia de las otras

La fuerza total se calcula sumando todas las fuerzas

4. LEY DE COULOMB PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN DE FUERZAS: Para calcular la fuerza total que 2 o ms cargas ejercen sobre otra carga, seguimos estos pasos:

Representamos grficamente todas las fuerzas

Si no son paralelas ni perpendiculares, descomponemos las fuerzas y sumamos componentes

5. CAMPO ELCTRICOPerturbacin creada por una carga elctrica en el espacio que la rodea

La intensidad de campo elctrico que crea una carga q en un punto P es la fuerza que ejercer sobre la unidad de carga positiva colocada en ese punto

5. CAMPO ELCTRICOLa unidad de medida de la intensidad de campo (E) en el S.I. es el N/C

La relacin entre los vectores fuerza e intensidad de campo elctrico es:

6. REPRESENTACIN CAMPO ELCTRICOSe representa a travs de las lneas de campo (tambin llamadas lneas de fuerza):

Salen de las cargas positivas ( al infinito)Entran en las cargas negativas (desde el infinito)

7. ENERGA POTENCIAL ELCTRICALa energa potencial elctrica de un sistema de cargas es igual al trabajo exterior al campo elctrico que es necesario hacer para acercar las cargas desde el infinito hasta esa posicin

La energa potencial es tambin igual al trabajo realizado por las fuerzas del campo elctrico para alejar infinitamente un par de cargas

7. ENERGA POTENCIAL ELCTRICALa energa potencial es una magnitud escalar, por lo que tendr el signo correspondiente al producto de las dos cargas

En el infinito, Ep = 0

Cada carga lleva su correspondiente signo en esta expresin7. ENERGA POTENCIAL ELCTRICASi dos cargas son del mismo signo Ep > 0Corresponde a la situacin en que dos cargas se repelen

Si dos cargas son de signo opuesto Ep < 0Corresponde a la situacin en que dos cargas se atraen

La energa potencial es una magnitud escalar, por lo que tendr el signo correspondiente al producto de las dos cargas

8. POTENCIAL ELCTRICO EN UN PUNTOEL POTENCIAL ELCTRICO GENERADO POR UNA CARGA q EN UN PUNTO P ES IGUAL A LA ENERGA POTENCIAL QUE TENDRA LA UNIDAD DE CARGA POSITIVA SITUADA EN ESE PUNTO

8. POTENCIAL ELCTRICO EN UN PUNTOEs una magnitud escalar cuyo signo coincide con el de la carga que genera dicho potencial

Es igual al trabajo realizado por las fuerzas del campo elctrico para llevar la unidad de carga positiva desde ese punto hasta el infinito

En el S.I. se mide en voltios (1 V = 1J/C)

8. POTENCIAL ELCTRICO EN UN PUNTOSi en el punto donde calculamos el potencial existe otra carga q: Ep = qV

La diferencia de potencial entre dos puntos (DV) es el trabajo que realizan las fuerzas del campo para llevar la unidad de carga positiva desde el primer punto hasta el segundo

8. POTENCIAL ELCTRICO EN UN PUNTOEl trabajo para llevar una carga q de un punto P1 donde tenemos un potencial V1 a un punto P2 donde existe un potencial V2 se calcula como: