Fundamentos de electricidad y magnetismo. Por Christian Guerrero y Felipe Zamudio
La materia se encuentra en tres estados
Positiva - Protones
Negativa - Electrones
Neutra - Neutrones
Masa Carga
9,1x -1,6 x C
1,7 x kg 1,6 x C
1,7 x kg 0
Masa de un coulomb ().
• = • = (
¿Cómo hallaron la masa de una partícula subatómica?
• El espectrómetro de masas fue desarrollado para medir las masas de los isotopos. Este se utiliza para determinar la relación masa-carga de iones de carga conocida midiendo el radio de sus orbitas circulares en un campo magnético conocido.
Tenemos una partícula de carga ‘q’ con campo eléctrico radial
• Las líneas se llaman ‘líneas de campo eléctrico’, saliendo en el caso de partículas positivas y entrando en el caso de partículas negativas.
• Cargas iguales se repelen, cargas opuestas se atraen.
Cálculo del campo eléctrico + Análisis dimensional
• k = constante de proporcionalidad =
• q = carga de la partícula• r = distancia del punto de observación a la partícula.
Fuerza entre dos partículas.
• Ley de Coulomb:
Ejemplo: Fuerza de atracción entre dos cargas de 1C
100 1 C1 C
Ejemplo: Fuerza de atracción entre un protón y un electrón de hidrógeno.
1 1 C1 C
Relación existente entre electricidad y magnetismo.
I
�⃗�q
BAmpere
Coulomb
Fuerza Magnética
Fuerza Eléctrica.
Faraday
Circulación del campo magnético.
• Unidad de campo magnético T (Tesla)
• [] =
Notación de la corriente eléctrica.
Entrando: Saliendo:
Flujo magnético de una corriente.
• Como B es constante, sale de la integral.
• El área encerrada es la circunferencia:
• Luego ->
𝐼
Adicional: Campo magnético de la Tierra
• Campo magnético de la Tierra: se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta su confluencia con el viento solar
• El momento dipolar, una medida de la intensidad del campo magnético, es ahora de
• Eso es el doble de la media del último millón de años, que es de
• Su magnitud varía en la superficie en un rango de 0.3 a 0.6 Gauss.
• Se toma un promedio de medio Gauss. Este apunta al hemisferio Norte.
Leyes Usadas:
• Newton: Existe una fuerza de repulsión o atracción entre dos cargas.
• Joule: Responsable del calentamiento del resistencias.
• Richardson: explica la emisión termiónica.
Conceptos fundamentales:
• Conceptos Fundamentales:• Gradiente: cambio de posición (ejemplo: temperatura)• Divergencia: aplicar el cambio de posición con la dirección.• Rotacional: definido como , dando como resultado un
escalar.• Circulación: • Flujo:
Dispositivos comunes:
• Capacitores (condensadores y filtros):• Almacenan cargas y campos eléctricos.• Almacenan energía en un volumen.
• Bobinas:• Almacenan campos magnéticos.
• Almacenan energía en un volumen.
• Resistencias: Restringen y facilitan la circulación de la corriente
Campos eléctricos producidos por diferentes configuraciones.
• Capacitor -> Batería (dispositivo externo)-> carga eléctrica Q
Ley de Gauss
• Para el campo magnetico (no hay monopolos magnéticos)• Div B=0
• Para el campo eléctrico (existencia de monopoles eléctricos)• Dib
• Concepto de flujo en una superficie cerrada• o también
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