I.- Principios de Electricidad y Magnetismo Objetivos: el alumno identificara los principios que fundamentan a la electricidad y magnetismo, para su aplicacin en el anlisis de circuitos elctricos. 1.- Electrosttica: Carga Elctrica: en fsica la carga elctrica es una propiedad intrnseca de algunas partculas sub-atmicas (prdida o ganancia de electrones), que se manifiestan mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnticas entre ellas. Ley de Coulomb: la magnitud de cada una de las fuerzas elctricas con que interactan 2 cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa.

F= Fuerza

Campo Electico: es la propiedad de una carga elctrica alrededor de un cuerpo y ejerce acciones sobre otros cuerpos y por ello es fcil detectar su presencia a si como medir su intensidad. Es representado por lneas de fuerza de campo elctrico. UNIDADES RELACIONADAS CON LA ELECTROSTTICA: El Campo Elctrico (en unidades de volts por metro). Tenemos que ele campo elctrico E en algn punto en el espacio se define como la fuerza elctrica Fe que acta sobre una pequea carga de prueba positiva colocada en dicho dividido entre la magnitud de la carga prueba.

As la fuerza elctrica sobre una carga colocada en un campo magntico dada por:

esta

Preguntas 1.- Un peine cargado con frecuencia atrae pequeos fragmentos de papel seco que posteriormente vuelan cuando alguien toca el peine: explique por qu este comportamiento. La polarizacin que ocurre en los papelitos, ya que el peine tiene carga pero los papeles no, entonces las molculas de los papeles se alinean hasta que quedan todas las cargas positivas de un lado y las negativas del otro, entonces el peine los atrae, vale aclarar que la carga total en los papeles es cero.

Una vez que se toca el peine ya no hay carga en l por lo que los papeles caen. 2.- A menudo es posible ver u or pequeas chispas durante un da seco, al retirar la tela de una secadora de ropa a media luz: explique esta circunstancia. Porque la tela se carga de energa y al a momento der moverla suela su carga de energa 3.- El personal de un hospital debe usar zapatos conductores especiales cuando trabajan en el quirfano cerca del oxigeno puro. Por qu? Qu ocurrira si utilizamos zapatos con suela de hule? El problema central a evitar son las chispas que podran saltar entre regiones donde se acumulara carga elctrica de signos opuestos, con una chispa se podra prender el oxgeno y causar un estallido. Con zapatos conductores no se da la separacin de cargas elctricas pues los electrones al estar libres anulan casi de inmediato cualquier acumulacin de carga positiva y, por lo tanto no es posible que salten chispas 4.-Un globo se carga negativamente al frotarlo y despus se adhiere a la pared. Significa que la pared tiene carga positiva? Por qu el globo termina por caer? El globo estn cargados, pongamos que negativamente, entonces al acercarlo a la pared (o al cuerpo) provoca por induccin que las cargas de las partculas que forman la pared se reordenen, quedando las partculas positivas ms cerca del globo y las negativas ms alejadas. Fjate que la pared no se ha cargado, slo se han redistribuido sus cargas, pero el globo "ve" cargas positivas cerca de l con lo que se queda pegado a la pared. Poco a poco el globo va perdiendo su exceso de carga negativa, por eso se termina cayendo. Resumen: Las cargas elctricas tienen las siguientes propiedades de importancia. Las cargas de signo opuesto se atraen entre si y las cargas del mismo signo se repelen.

La carga total en un sistema aislado se conserva. La carga esta cuan tizada.

Los conductores son materiales en los cuales los electrones se mueven con libertad. Los aislantes, en cambio, son materiales que no permiten que los electrones se desplacen libremente. Magnetismo: es un fenmeno fsico por el que los materiales ejercen fuerzas de atraccin o repulsin sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnticas detectables fcilmente como el nquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magntico. Campo Magntico: es aqul generado debido a una corriente elctrica o a cargas en movimiento. Polos Magnticos: todos los imanes tienen polos en sus extremos. Los nombres provienen del comportamiento de un imn, en presencia del campo magntico terrestre. Los polos magnticos tambin ejercen fuerzas de atraccin o repulsin entre s, similares a las fuerzas elctricas entre objetos cargados. Es importante remarcar que aunque las fuerzas elctricas y magnticas, presentan similitudes, no as su comportamiento, ya que es posible aislar una carga positiva de una negativa, pero en el caso del magnetismo, no es posible aislar los polos. TIPOS DE MATERIALES MAGNETICOS: Diamagnticos: la orientacin de los tomos no es perfecta, oponindose dbilmente al campo exterior (grafito, oro, sal, H2O, Hg, H, N, Cu, Plomo son ejemplos de estos materiales). Paramagnticos: la orientacin no se percibe clara mente, pero crea un campo dbil que se aade al campo exterior (Aluminio, Litio, Iridio, Platino, Magnesio y Sulfato de Cobre son ejemplos de estos materiales). Ferro magnticos: la mayora de los tomos se orientan bajo la accin del campo exterior, al que refuerzan considerablemente si la orientacin subsiste despus de la desaparicin del campo que ha creado, se dice la sustancia presentada HISTRESIS: es un imn permanente (todos los materiales ferrosos son ejemplo de este tipo de materiales). Corriente Elctrica: el termino corriente elctrica i es el efecto energtico, que se formula debido al movimiento uniforme de las cargas libres (electrones en un circuito elctrico). Voltaje: tensin o diferencia de potencial Resistencia: es la oposicin que ofrece un conductor al flujo de la corriente elctrica atreves de l. Potencia: es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Ley de Ohm: la corriente que pasa por una resistencia vara en forma directamente proporcional con el voltaje e inversamente proporcional a esta.

Corriente Alterna: se origina cuando el campo elctrico cambia alternativamente de sentido, por lo que los electrones oscilan a uno y otro lado del conductor as, en un instante el polo positivo cambia a negativo y viceversa. Cuando el electrn cambia de sentido, efecta una alternancia; Dos alternancias consecutivas constituyen un ciclo. El numero de ciclos por segundo recibe el nombre de frecuencia, esta es en general de 60 ciclos por segundo (hertz).

CORRIENTE DIRECTA

Electromagnetismo: estudia la interaccin entre cargas elctricas a atreves del concepto de campo electromagntico Induccin: el flujo magntico por unidad de rea de una seccin normal a la direccin del flujo. Ley de Faraday: establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde: donde es el

campo elctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magntico y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de estn dadas por la regla de la mano derecha.

Ley de Lenz: "El sentido de la corriente inducida sera tal que su flujo se opone a la causa que la produce". Que las tensiones inducidas sern de un sentido tal que se opongan a la variacin del flujo magntico que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservacin de la energa.