Electricidad

La electricidad estudia las cargas eléctricas por medio de:

Electrostática

cargas  eléctricas en reposo

Electrodinámica

cargas eléctricas en movimiento

Electromagnetismo

Relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético

Es una manifestación de la energía eléctrica.

Tiene su origen en la naturaleza

de la MATERIA.

La corriente eléctrica se genera porque un elemento tiende a aceptar electrones y el otro a cederlos.

CARGA ELÉCTRICA

•Propiedad de las sub-partículas del átomo. Es la causa de los fenómenos asociados a la electricidad.

Partícula no neutralizada de un cuerpo la cual puede ser fácilmente excitada y cedida de un cuerpo a otro.

Electrones

Cargas negativas

Protones

Cargas positivas

Neutrones

No tienen carga

Carga Neta

Es la suma aljebráica  de todas las cargas que posee un cuerpo. Permite cuantificar el estado de electrización de los cuerpos siendo su unidad el coulomb.

•Unidad de medida: El Coulomb

Se define en función de la carga de un electrón

1C = -6.24X1018e          electrones, el protón tiene misma carga, pero con signo positivo.

1e = 1.6X10-19C

Principio básico de la electricidad

Todos los cuerpos con cargas eléctricas iguales se repelen y con cargas eléctricas distintas se atraen. 

ELECTROSCOPIO

Instrumento que detecta las cargas eléctricas mediante la ley de atracción y repulsión de cargas eléctricas

(principio básico de la electricidad)

Formas de electrizar a los cuerpos

Frotación: Consiste en frotar 2 cuerpos para que las cargas eléctricas se acumulen o disminuyan en uno de los cuerpos.

Conducción: Consiste en poner en contacto un cuerpo con exceso de electrones con otro eléctricamente neutro

Inducción: Consiste en acercar un cuerpo cargado  a otro eléctricamente neutro, sin hacer contacto ni frotar los cuerpos, el cuerpo neutro se polariza, pues las cargas se acomodan según el principio fundamental de la electricidad.

Tipos de materiales

CONDUCTORES

Son aquellos que se electrizan en toda su superficie,

 aunque sólo se electrice un punto de la misma.

Ejemplos:

•Los metales-----tienen de 1 a 3 electrones de valencia, tienden a ceder electrones-por ello son buenos conductores.

•Soluciones ácidas

•Soluciones básicas

•El cuerpo humano

AISLANTES

(DIELÉCTRICOS)

Son aquellos que sólo se electrizan en los puntos donde hacen contacto con un cuerpo cargado, o bien, en la parte frotada.

Ejemplos:

Madera, vidrio, resinas

Plásticos, papel, porcelana, seda

Semiconductores

En estado puro no

Transmiten electricidad

Pero si tienen impurezas

Iónicas si la trasmiten.

Ejemplo: El agua

Superconductores

Permiten el paso de la

Corriente eléctrica libremente

Casi no se calientan.

Ejemplo: La fibra Optica

LEY DE COULOMB

•Sirve para determinar la fuerza de atracción o repulsión entre los cuerpos, dependiendo de sus cargas eléctricas. Se aplica en cargas en reposo

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas pero inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que los separa.

F =  (K)   (q1)(q2)

                  (d)2

F = Fuerza de atracción o repulsión (N)

K= Coeficiente de proporcionalidad

      K =  9X109 Nm2/C2

q1 = Carga eléctrica (C)

q2 = carga eléctrica (C)

d = Distancia de separación de las cargas eléctricas (m) 

Campo Eléctrico

Es invisible

Su fuerza ejerce

acciones sobre

los cuerpos.

•Es el espacio que se encuentra alrededor de las

  cargas eléctricas.

•Su intensidad depende de la distancia a  la cual se 

  encuentren las cargas eléctricas.

•

Si dos cuerpos con carga eléctrica (+,-) se

 van acercando, se incrementa la intensidad del

campo eléctrico.

Diferencia de Potencial

•También se le llama Voltaje o Tensión

•Es una magnitud escalar

•Se calcula  restando el potencial eléctrico de cada cuerpo.

•VAB  =  VA  -  VB 

•

•Se mide con un Voltímetro

CORRIENTE  ELECTRICA

Es el movimiento de las cargas negativas a través de un conductor de manera ordenada, para lograr el movimiento ordenado se necesita un campo eléctrico.

Se transmite por los conductores a la velocidad de la luz 

                                       300 000 Km/s

Corriente real: Físicamente correcta, viaja del nado negativo al positivo. 

Corriente convencional: Del polo positivo al polo negativo, Usada por Benjamín Franklin. Las fórmulas utilizan este sentido.

Intensidad de la Corriente Eléctrica

Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por cada sección de un conductor en un segundo.

                            

                             I= intensidad de corriente eléctrica C/s = ampere (A)

I =  q    q= carga eléctrica (c)                                    

       t    t= tiempo (s)

TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA

1)Corriente continua o directa ( CC): Se origina cuando el campo eléctrico permanece constante, los electrones se mueven siempre en el mismo sentido.

2)Corriente alterna ( CA): Se origina cuando el campo eléctrico cambia de sentido, los electrones oscilan a uno y otro lado del conductor.

CORRIENTE ALTERNA:           •El polo positivo cambia a negativo y viceversa.

•Al cambio de sentido del electrón se le llama  ALTERNANCIA.

•Dos alternancias seguidas = CICLO

•Número de ciclo por segundo = FRECUENCIA

En la CA se presenta una frecuencia de

60 ciclos/segundo.

Resistencia eléctrica

Es la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente o flujo de electrones. Hay conductores con menos resistencia que otros. A mayor longitud mayor resistencia, A mayor área transversal la resistencia se reduce. La resistencia es proporcional  a la temperatura (en los metales).

La resistencia que corresponde a cada material recibe el nombre de resistencia específica o resistividad.

La conductividad se emplea para especificar la capacidad de un material para conducir la corriente. 

Resistencia=Volt/Ampere

Unidad=Ohm

Conductividad= 1/resistividad

Ley de Ohm

 "La intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor  en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor"

Resistencia=Volt/Ampere

FUERZA ELECTROMOTRIZ

•Mide la cantidad de energía que proporciona un elemento generador de corriente eléctrica.•

•En un circuito es la energía suministrada para que la unidad de carga recorra el circuito completo.

Q = carga eléctrica (Coulomb C)

                          E = T/q

E = fem (Volts V)

T = trabajo (joules J)

Circuitos Eléctricos

Son sistemas por los cuales la corriente eléctrica fluye a través de un conductor en una trayectoria completa debido a una diferencia de potencial.

Sus elementos fundamentales son:

1).- El voltaje

2).- La corriente eléctrica

3).- La resistencia

Los circuitos pueden ser:

1).- En serie

2).- En paralelo

3).- Mixtos---- Es una combinación de los dos anteriores.

Características de los circuitos en serie:

) Circula la misma corriente en cada foco

2) Las R se conectan una seguida de la otra.

3) Los cables que alimentan el circuito entra uno a la primera resistencia y el otro a la última.

4) Al momento de quitar una resistencia se abre el circuito y no circula la corriente eléctrica. (se apaga todo)

5) La R total es mayor   ( RT = R1 + R2 + R3 )

6) El voltaje se reparte entre c/u de las R del circuito

         ( V = V1 + V2 + V3 )

Características de los circuitos en paralelo:

1).- Las R van conectadas una frente a la otra

2).- Sus terminales se unen en dos bornes comunes que se enlazan a la fuente de energía

3).- La corriente se distribuye y se consume de acuerdo a cada resistencia.

4).- A cada resistencia llega el mismo voltaje

5).- Si una R se quita del circuito, éste sigue cerrado, por lo que sigue pasando la corriente eléctrica. (no se apaga)

6).- RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Bibliografía

Power point de la Profesora Ana María Rodríguez Arellano

Física 2, Héctor Pérez Montiel, Bachillerato.

Física Conceptual, Hewitt