FSICA

Carga y Corriente Elctrica

Teoria electronica Los antiguos filsofos griegos - como Leucipo y Demcrito - ya concibieron a los cuerpos formados por pequeas partes indivisibles llamadas tomos La teora actual sobre la estructura de la materia ha demostrado que el tomo es divisible y que est constituido por partculas pequesimas que se denominan protnes es (partculas cargadas positivamente).electrnes (partculas con carga negativa) y neutrones (partculas sin carga elctrica).

Estas son las tres partculas fundamentales en la constitucin de todo tomo

Modelo del tomo

Carga Elctrica Propiedad fsica intrnseca de algunas partculas que las caracteriza y por la cual sufren la interaccin electromagntica. La carga elctrica es una propiedad de la materia. La carga elctrica mnima puede ser positiva como la de los protones o negativa como la de los electrones. Los cuerpos de cargas opuestas se atraen y se repelen los del mismo signo.

Se a comprobado experimentalmente que las partculas que tienen cargas del mismo signo se repelen entre si y que las partculas con cargas opuestas se atraen entre si

La carga del electrn (y del protn), constituyen la unidad de carga fundamental No existen cuerpos con cargas menores o fraccionarias

La carga de cualquier cuerpo es siempre un mltiplo entero de la carga del electrn e En el sistema Internacional SI y en el sistema MKS se usa el Coulomb (Cb) e = 1,6 x 10-19 Cb 1Cb = 6.25 x 1018 eEn el sistema CGS se usa stat Coulomb (stc) 1stc = 3,33 x 10-10 Cb 1Cb = 3 x 109 stc

En estado normal el nmero de protones (cargas positivas) del ncleo es igual al nmero de electrones (cargas negativas); en estas condiciones se dice que el tomo es elctricamente neutro. Se considera que un cuerpo esta cargado elctricamente si posee mas cargas de un signo que del otro. a) Si un cuerpo neutro pierde electrones, tiene mas protones, y su carga es positiva b) Si un cuerpo neutro gana electrones, tiene mas electrones que protones, y su carga es negativaEn el proceso de electrizacin lo que se transfiere de un cuerpo a otro son electrones

Modelo en imgenes.Cargas Cuerpo neutro Cuerpo positivo Cuerpo negativo Representacin

Conductores y Aisladores Los materiales como los metales, poseen electrones libres en su interior que permiten el desplazamiento con cierta libertad de los electrones sobre ellos (materiales Conductores) Los materiales en los cuales los electrones estan firmemente ligados a sus respectivos atomos, no permiten que los electrones fluyan a traves de ellos (materiales Aisladores)

Conductores y AisladoresCuerpo al cual se le colocan cargas en la zona que se indica + + + + +

Posibles comportamiento

+ +++++Las cargas permanecen en el lugar en que se las coloco

+ +

+ +

+

Las cargas se distribuyen en la periferia de todo el cuerpo.

Nombre:

AISLADOR

CONDUCTOR

Electrizacion de CuerposUn cuerpo podemos electrizarlo: Por Frotamiento Por contacto

Por induccin

Electrizacion por Frotamiento Todos los cuerpos se electrizan por este mtodo y que tanto el cuerpo frotado como el frotante se cargan elctricamente, pero uno queda con carga positiva y el otro con igual carga negativa. Esto se debe a que el cuerpo que queda cargado positivamente ha perdido electrones que capta el que queda cargado negativamente.

Electrizacin por FrotacinCuerpos NeutrosFrotacin

Cuerpos Electrizados

Electrizacion por ContactoSi un conductor neutro se pone en contacto con otro conductor cargado, se produce una transferencia de carga, de modo que despues del proceso ambos conductores quedan con una carga del mismo signo que la carga del conductor inicialmente cargado

Electrizacin por InduccinSi a dos esferas conductoras neutras que estn en contacto, formando un solo conducto. se le acerca una barra cargada negativamente, esta repeler los electrones de una de las esferas a la otra y atraer a los protones de ambas esferas.

Si se separan, cada esfera quedara cargada, pero con distinto signo.

Polarizacion e induccin El proceso de carga no se limita solo a los conductores, Cuando acercamos una barra cargada a un aislante, no hay electrones libres que puedan desplazarse por el material. Lo que ocurre mas bien es un reordenamiento de las posiciones de las cargas dentro de los propios tomos y molculas. Si la barra es negativa, entonces el lado positivo del tomo se orienta hacia la barra y el lado negativo al contrario.De este modo el aislante se polariza con los tomos organizados segn la carga inducida sobre el.

Carga elctrica puntual (q, Q) Carga elctrica puntual:

es un cuerpo electrizado cuyas dimensiones resultan insignificantes en relacin a la situacin en que es considerado (es un concepto equivalente al departcula)

Las designaremos con las letras q o Q Pueden ser positivas o negativas.

Atraccin y repulsin de cargasLey de CoulombEncontr que las fuerzas de atraccin (entre cargas opuestas) y de repulsin (entre cargas del mismo signo) son proporcionales al producto de sus cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. Lo anterior queda expresado mediante la siguiente ecuacin:

Fe = Ke

qAqBr2

Ley de CoulombCabe destacar que:a) La fuerza electrostatica puede provocar el movimiento de una o ambas partculas

b) Es similar a la ley de gravitacin universal de Newtonc) Si estn presentes mas de dos cargas netas fijas, la fuerza neta se obtiene aplicando el principio de superposicin. Es decir sumando vectorialmente las fuerzas que actan sobre cada partcula.

Corriente Elctrica La corriente elctrica es el flujo de carga elctrica ( electrones), normalmente a travs de un cable metlico o cualquier otro conductor elctrico.

Cargas elctricas en movimientos paralelos, por ejemplo por un alambre, forman una corriente elctrica. Producimos corriente elctrica todos los das conectando el filamento de un foco a la toma de corriente al encenderlo, pero hace apenas 150 aos no se saba cmo producirla y slo se conoca en los rayos de las tormentas.

Corriente Elctrica Estos electrones se conocen como electrones de conduccin. Los protones, por su parte, estn ligados a los ncleos atmicos, los cuales se encuentran mas o menos fijos en posiciones determinadas Es el flujo de electricidad lo que pasa por un material conductor; siendo su unidad de medida el amperio (A) y se representa por la letra I.

El Rayo Un rayo es una descarga elctrica que golpea la tierra, proveniente de la polarizacin que se produce entre las molculas de agua de una nube cuyas cargas negativas son atradas por la carga positiva de la tierra, provocndose un paso masivo de millones de electrones a esta ltima. Se estima que la carga elctrica de la nube, tanto la negativa como la positiva, puede alcanzar hasta unos centenares de coulombs.

Intensidad de CorrienteEl transporte de cargas en s , a travs del conductor se denomina: "corriente elctrica, siendo aplicable tal designacin a todos los casos en que una cierta cantidad de electricidad circula por un cuerpo. La cantidad de electricidad que pasa por el conductor en un segundo se denomina. " intensidad de corriente elctrica , y est expresada por el cociente entre la cantidad total de cargas que han pasado por el conductor en un cierto tiempo y este tiempo Por definicin , cuando a travs de una seccin de un conductor pasa una cantidad de electricidad de un Culombio durante un segundo, la intensidad de corriente vale un Amperio.

Intensidad de CorrienteEs la cantidad de carga Q pasa a travs de una seccin transversal de un conductor (Cable de elctrico), durante un intervalo de tiempo t.

El concepto de corriente elctrica tiene cierta analoga con el de corriente lquida en una caera, y el de intensidad de corriente representa el caudal lquido que pasa por el cao en la unidad de tiempo

Corriente Continua (cc) y Corriente Alterna (ca)La corriente continua (CC en espaol, DC en ingls) es el flujo continuo de electricidad a travs de un conductor.Se denomina corriente alterna (abreviada CA en espaol y AC en ingls) a la corriente elctrica en la que la magnitud y direccin varan cclicamente. La razn del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformacin, cualidad de la que carece la corriente continua.

Voltaje (V), Resistencia electrica (R), Corriente (I) y ley de Ohm Voltaje : La carga no fluye a menos que exista una diferencia de potencial (Para que haya una corriente constante se necesita de una bomba electrica). Resistencia : Oposicin que presentan los cuerpos a ser atravesados por una corriente elctrica. Segn la naturaleza de los materiales, la resistencia puede ser muy baja (materiales empleados en los cables) o muy alta (materiales empleados como aislantes (fundas de los cables). La resistencia se mide en ohmios.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor elctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor elctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

Ley de OhmDefinimos la corriente elctrica como el paso de electrones que se transmiten a travs de un conductor en un tiempo determinado. Para determinar el paso de corriente a travs de un conductor en funcin de la oposicin que ofrecen los materiales al paso de los electrones se utiliza la siguiente ley: Ley de Ohm. La corriente elctrica es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia elctrica.

V=IRdonde I es la corriente elctrica, V la diferencia de potencial y R la resistencia elctrica.

Potencia ElctricaCuando se trata de corriente continua (DC) la potencia elctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a travs del dispositivo.P=IV Donde I es el valor instantneo de la corriente y V es el valor instantneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estar expresada en vatios.

Resistencia elctricaCada material presenta una oposicin caracterstica al movimiento de cargas, que se cuantifica en una variable llamada resistividad (). Un material ser mejor conductor cuando su resistividad sea baja.

Resistividad

Fuentes de tension (Pilas)Se llama ordinariamente pila elctrica a un dispositivo que genera energa elctrica por un proceso qumico transitorio, tras de lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus caractersticas resultan alteradas durante el mismo.

Esta energa resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o nodo y el otro es el polo negativo o ctodo.

Pilas en serieAl conectar dos pilas en serie, es decir, una al lado de la otra, el voltaje total ser la suma de los voltajes de ambas pilas por separado.

Pilas en paraleloSi se colocan dos pilas de modo que ambos positivos y negativos queden unidos, las corrientes se suman. Y el voltaje se mantiene.

Resistores en serieAl conectar dos resistores en serie, la combinacion es equivalente a un resistor de valor igual a la suma de resistores

Resistores en ParaleloAl conectar dos resistores en paralelo, la combinacin es equivalente a una resistor igual al producto dividido por la suma de las resistencias individuales

Resultado de la semana Equipo del profe Equipo de Nacho

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