ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO MDULO2 ELECTROSTTICA Estructura de la

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO MÓDULO_2: ELECTROSTÁTICA Ø Estructura de la materia y cargas eléctricas Ø

Estructura de la materia y cargas eléctricas Los antiguos griegos descubrieron , ya en

Carga Electrica y la estructura de la materia El electrón es la carga elemental,

MÉTODOS DE ELECTRIZACIÓN Frotamiento Contacto Inducción Electrostática Polarización Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

SÍNTESIS : MÉTODOS DE ELECTRIZACIÓN METODO REQUISITOS CARACTERISTICAS FROTAMIENTO Movimiento relativo entre los cuerpos

Atoms and ions • A neutral atom has the same number of protons as

Electric charge • Ley de cargas: cargas del mismo signo se repelen; cargas de

Charging by induction • In Figure 21. 7 below, the negative rod is able

Electric forces on uncharged objects • The charge within an insulator can shift slightly.

Preguntas de comprensión y aplicación 1. ¿Cuál es la definición de cuerpo cargado? 2.

Máquinas Electrostáticas 1. 663 Maquinas Electrostáticas de Von Guericke Copyright © 2012 Pearson Education

Máquinas Electrostáticas 1. 785 LA MÁQUINA DE VAN MARUM Copyright © 2012 Pearson Education

Máquinas Electrostáticas 1883 MÁQUINA ELECTROSTÁTICA DE WIMSHURST 1929 GENERADOR VAN DER GRAFFf Copyright ©

Electrostatic painting • Induced positive charge on the metal object attracts the negatively charged

CAMPO ELÉCTRICO • El campo eléctrico, es la alteración que produce un cuerpo cargado

CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL Toda carga puntual o cuerpo cargado modelado como

CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL • El vector campo eléctrico, siempre es tangente

Principio de superposición para campos eléctricos • El campo eléctrico neto en un punto

Principio de superposición para campos eléctricos • En las esquinas de un triángulo equilátero

Campo Eléctrico y Fuerza Eléctrica • . Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Ley Coulomb y Fuerza Eléctrica • . Experimento de Cavendish con la balanza de

Líneas de Campo Eléctrico de cargas puntuales • Figure 21. 28 muestra las líneas

Force and torque on a dipole Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Potencial eléctrico Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Campo Eléctrico Uniforme • Se puede generar con dos placas planas paralelas cargadas, con

Field of two oppositely charged infinite sheets • Follow Example 21. 12 using Figure

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ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO MÓDULO_2: ELECTROSTÁTICA Ø Estructura de la materia y cargas eléctricas Ø Fuerza Electrostática y la Ley de Coulomb Ø Campo Eléctrico Ø Potencial Eléctrico Ø Cálculos de campos y potenciales eléctricos Ø Comportamiento de la materia en presencia de campos eléctricos Ø Movimiento de cargas en campos eléctricos Ø Flujo eléctrico y Ley de Gauus Ø Capacitancia y Capacitores Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Estructura de la materia y cargas eléctricas Los antiguos griegos descubrieron , ya en 600 A. C. que frotando , ámbar con lana, el ámbar atraía otros objetos. Hoy gracias al conocimiento que poseemos sobre la estructura de la materia y los modelos atómicos, se tiene mejor comprensión sobre la materia cuando está cargada o electrizada y los procesos para hacerlo. El electrón es la carga elemental, pero en el sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de carga es el Coulomb (C), el cual un orden de magnitud de 1018 cargas elementales Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Carga Electrica y la estructura de la materia El electrón es la carga elemental, pero en el sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de carga es el Coulomb (C), el cual un orden de magnitud de 1018 cargas elementales Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

SÍNTESIS : MÉTODOS DE ELECTRIZACIÓN METODO REQUISITOS CARACTERISTICAS FROTAMIENTO Movimiento relativo entre los cuerpos Los cuerpos neutros INDUCCIÓN Un cuerpo previamente No hay transferencia de cargado No siempre la carga neta del Separados pero cerca conductor es cero POLARIZACIÓN Un cuerpo previamente No hay transferencia de carga Aislantes cargado Siempre la carga neta del material Separados pero cerca aislante es cero CONTACTO Un cuerpo previamente cargado Se requiere contacto físico entre los dos cuerpos Copyright © 2012 Pearson Education Inc. Hay transferencia de carga Un cuerpo queda con carga negativa y el otro con carga positiva Cada cuerpo queda con carga neta diferente de cero MATERIAL Aislantes Conductores siempre y cuando se aísle previamente Metales Hay transferencia de carga Aislantes y El proceso de transferencia se da conductores hasta que se logra el equilibrio electrostático (OJO NO ES IGUAL CARGA)= los dos cuerpos quedan con el mismo potencial eléctrico

Atoms and ions • A neutral atom has the same number of protons as electrons. • A positive ion is an atom with one or more electrons removed. A negative ion has gained one or more electrons. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Electric charge • Ley de cargas: cargas del mismo signo se repelen; cargas de signos contrarios se atraen. • Figure 21. 1 below shows some experiments in electrostatics. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Charging by induction • In Figure 21. 7 below, the negative rod is able to charge the metal ball without losing any of its own charge. This process is called charging by induction. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Electric forces on uncharged objects • The charge within an insulator can shift slightly. As a result, two neutral objects can exert electric forces on each other, as shown in Figure 21. 8 below. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Preguntas de comprensión y aplicación 1. ¿Cuál es la definición de cuerpo cargado? 2. ¿Como se puede electrizar una cuerpo, o porción de materia? 3. Una barra plástica se carga por frotamiento y se acerca a una bola de icopor (neutra). Explique ocurre. 4. (del video tutor). ¿Por qué una barra de plástico y una de vidrio cargadas por frotamiento producen el mismo efecto que sobre una lata metálica que está en libertad de moverse? . 5 ¿Qué es campo eléctrico y cómo se diferencia de la fuerza eléctrica? 6. ¿Qué dice la Ley de Coulomb y para que se usa? Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

CAMPO ELÉCTRICO • El campo eléctrico, es la alteración que produce un cuerpo cargado a su alrededor. • Toda carga eléctrica produce campo electrico (E) • Para una carga puntual (electron o proton ) y/o cuerpo cargado modelado como carga puntual, el campo electrico se representa por lineas radiales, denomindas líneas de campo, que salen de la carga, si ésta es positiva o entran, si la carga es negativa Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

CAMPO ELÉCTRICO DE UNA CARGA PUNTUAL Toda carga puntual o cuerpo cargado modelado como carga puntual produce a su alrededor una alteración en el espacio que se denomina campo eléctrico (E) y sus características se representan en la siguiente ecuación: • El tamaño y signo de la carga (q) • El cuadrado del inverso de la distancia (1 / ) • El medio con su permitividad eléctrica Las unidades del campo eléctrico en el SI son N/C Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Principio de superposición para campos eléctricos • El campo eléctrico neto en un punto del espacio, es el vector resultante de la suma de todos los campos debidos a cada una de las cargas. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Principio de superposición para campos eléctricos • En las esquinas de un triángulo equilátero de 0, 5 m de lado, existen tres cargas puntuales, como se ve en la figura 1. Calcule el campo eléctrico en el centro del triángulo • En las esquinas de un cuadrado de lado a, como se muestra en la figura 5, existen cuatro partículas con carga. a) Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico en la ubicación de la carga q. b) ¿Cuál es la fuerza eléctrica sobre la carga q? . Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Líneas de Campo Eléctrico de cargas puntuales • Figure 21. 28 muestra las líneas de campo eléctrico para una carga puntual, y dos cargas puntuales de signos contrarios y del mismo signo. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.

Campo Eléctrico Uniforme • Se puede generar con dos placas planas paralelas cargadas, con el mismo valor de carga, pero de signos diferentes. • Por convención el potencial eléctrico se assume cero en la placa negative. Copyright © 2012 Pearson Education Inc.