Se logra cuando un cuerpo, el閏tricamente neutro, es puesto en contacto f韘ico con otro que tiene cierta carga el閏trica. Ley cualitativa de las cargas el






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ELECTROSTICA
Parte del cap韙ulo de Electricidad, que estudia las cargas el閏tricas en equilibrio.
Naturaleza eltrica de la materia

Toda la materia estcompuesta por 醫omos. Para los fines de nuestro estudio, consideramos s髄o dos elementos del 醫omo: Protones, que est醤 en el n鷆leo, y electrones, en sus cercan韆s.
羣omo NEUTRO el閏tricamente: N鷐ero de electrones = N鷐ero de protones.
羣omo CARGADO el閏tricamente: N鷐ero de electrones ≠ N鷐ero de protones.
ION POSITIVO (CARGA POSITIVA): 羣omo con deficiencia de electrones. (+)

ION NEGATIVO (CARGA NEGATIVA): 羣omo con exceso de electrones. (–)

CARGA ELTRICA (Q)
Valor cuantitativo del exceso o defecto de electrones y su distribuci髇.
IMPORTANTE: Toda carga el閏trica en el universo es m鷏tiplo de la carga del electr髇.

e = carga del electr髇
N = n鷐ero entero
LEY DE CONSERVACIDE LA CARGA ELTRICA
Los electrones se GANAN o se PIERDEN, pero no desaparecen. Esto quiere decir que si un cuerpo pierde 搙electrones, otro u otros cuerpos han ganado 搙electrones.
ELECTRIZACIDE LOS CUERPOS
Fen髆eno por el cual un cuerpo adquiere cierta carga el閏trica debido a que sus 醫omos ganan o pierden electrones.
A) Electrizacipor frotamiento.- Se logra al frotar un cuerpo con otro de diferente electronegatividad.

B) Electrizacipor contacto.- Se logra cuando un cuerpo, el閏tricamente neutro, es puesto en contacto f韘ico con otro que tiene cierta carga el閏trica.
LEY CUALITATIVA DE LAS CARGAS ELTRICAS ( ACCIONES ENTRE CARGAS)

”Cargas de signos iguales se repelen, y cargas de signos diferentes se atraen”
C) Electrizacipor inducci.- Se logra cuando un cuerpo, el閏tricamente neutro (inducido), es sometido al campo de acci髇 el閏trica de un cuerpo cargado (inductor). De esta manera el cuerpo se polariza; es decir, el primero acomoda la posici髇 de sus electrones en sus 醫omos, de acuerdo a la carga del segundo.



Si se conecta a Tierra, cuando estbajo el efecto de la inducci髇, luego se anula esta conexi髇, y finalmente se aleja del inductor, el cuerpo queda cargado.
LEY CUANTITATIVA DE LAS CARGASELECTRICAS

(LEY DE COULOMB)
“Las fuerzas de atracci髇 y repulsi髇 entre dos cargas el閏tricas son directamente proporcionales al producto de dichas cargas e I.P. proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellas

Si las cargas o cantidades de electricidad son Q1 y Q2, la distancia es 揹 la fuerza electrost醫ica F entre dichas cargas es:


Donde Ke, es un factor de proporcionalidad que depende de las unidades y del medio.

Ke = ; =8,85x10-12C2.m2/N

(C= coulomb, unidad de carga);

Sistema CGS: Ke = 1

(ueq = unidad electrost醫ica de carga)
Sistema MKS:

Ke = 8,98742x109 Nm2/C2 = 9x109

UNIDADES DE CARGA ELECTRICA
Carga fundamental = carga del electr髇
1 En el sistema MKS, SISTEMA GIORGI O INTERNACIONAL, la unidad de carga es el coulomb o coulombio (C). (SI).1C = 6,24x1018 electrones.
El C, es la carga que colocada, en el vac, a una distancia de 1 m, de otra igual, la repele con una fuerza de 9x109 N.
2 En el sistema CGS, SISTEMA ELECTROSTICO (uee), es la unidad electrostica de carga (ueq), franklin o statcoulomb (STC).
El ueq es aquella carga que colocada en el vac, a un metro de otra igual, se repelen con una fuerza de una dina.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICI

La fuerza resultante sobre una carga 換1 debido a la acci髇 de varias cargas

Q2, Q3, …, Qn; es la suma vectorial de dichas fuerzas.


EJEMPLO:
Dos cuerpos tienen cargas el閏tricas de 1C cada uno. Si est醤 a una distancia de 2m, en el vac韔, calcular la fuerza electrost醫ica con la que se repelen.
Soluci
Q1 = 1C Q2 = 1C d = 2m
Ke = 9x109 N.m2/C2 F =?

F =


Electrones libres.- Electrones que no est醤 ligados, o muy d閎ilmente ligados al 醫omo.
Clases de sustancias, por sus propiedades eltricas
Conductor: Sustancia con muchos electrones libres. Ejemplos: Todos los metales.
Aislador: Sustancia con muy pocos electrones libres. Ejemplos: Caucho, papel seco, azufre, pl醩tico, madera seca, vidrio, porcelana, etc.
CAMPO ELTRICO
Es el espacio en las inmediaciones de una carga el閏trica, en el cual se manifiestan las acciones el閏tricas de 閟ta. El campo el閏trico es representado mediante l韓eas de fuerza.
Las leas de fuerza son las trayectorias que describen las cargas el閏tricas positivas o cargas de prueba, abandonadas en el campo.
El conjunto de l韓eas de fuerza forma el espectro electrostico.
CARGAS INDIVIDUALES AISLADAS


PAREJAS DE CARGAS




INTENSIDAD DEL CAMPO ELTRICO (E)
Es la fuerza que en un determinado punto, el campo ejerce sobre la carga el閏trica unitaria y positiva. La intensidad del campo es una magnitud vectorial.

Ex = = Ke

Fx =

INTENSIDAD DE CAMPO PARA UN SISTEMA DE CARGAS
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIDE CAMPOS

En P: EP = E1 + E2 + E3



CAMPO CREADO POR UNA ESFERA CONDUCTORA CARGADA
Las cargas de un cuerpo electrizado se ubican en su superficie exterior, haciendo nulo el campo en su interior; por lo que el campo existe solamente desde su superficie hacia fuera. Si el cuerpo es una esfera, su campo se determina como si la carga total estuviera ubicada en el centro.

De lo anterior deducimos que el campo existe para:

(R = radio de la esfera; d = distancia de un punto exterior al centro de la esfera).
UNIDADES DE CAMPO ELTRICO:
Sistema CGS:

Sistema MKS:
MIGUEL AGIP MEGO

EJEMPLOS
1) Un cuerpo cargado el閏tricamente con 20 ueq, tiene un peso de 1 g. Cae con una aceleraci髇 de 6 m/s2. Calcular la intensidad del campo el閏trico en el cual cae.


Soluci

Pero:
∑F = W - Fe Fe = E.q
Por lo que; ∑F = W – E.q
En (1):

W – E.q = ma E =

En el sistema CGS:
W = 1x 880 dyn m = 1 g;
a = 600cm/s2 q = 20 ue; E = ?
En (2):




2) Calcular la intensidad del campo en el centro del cuadrado.


Q1 = 64 ueq Q2 = 128 ueq Q3 = 32 ueq

Q4 = 96 ueq

Soluci


E0 =









∑Ex = (E1)x + (E2)x + (E3)x + (E4)x
= 0 + 4 +0+3 = 7 dyn/ueq
∑Ey = (E1)y + (E2)y +(E3)y + (E4)y
= -2 +0 + 1 + 0 = -1 dyn/ueq

En (1):
=
CAMPO ELTRICO UNIFORME Y ESTACIONARIO
Un campo el閏trico es UNIFORME y ESTACIONARIO si el valor de 揈es constante en el espacio y el tiempo. Se representa por medio de l韓eas de fuerza paralelas y a la misma distancia. Para los puntos cualesquiera A, B y C, del campo, se tiene:

EA = EB = EC
POTENCIAL ELTRICO (V)
El potencial el閏trico (V), en un punto de un campo el閏trico, estdado por el trabajo que tiene que realizar un agente externo, sobre la carga el閏trica de prueba, para trasladarla, en equilibrio, desde el infinito hasta el punto considerado. Tambi閚 es considerado como el trabajo que tiene que realizar el campo, para trasladar dicha carga, desde sus inmediaciones, hasta el punto considerado. El potencial el閏trico es una magnitud escalar, positivo o negativa, para el campo de una carga positiva o negativa.

→ Definici髇
→ Valor del potencial en el punto 搙”
* El trabajo realizado por el campo, para colocar la carga en un punto P, de 閘, depende del potencial VP, tal que:

UNIDADES DE POTENCIAL
Sistema CGS:

V = ;

uev = unidad electrost醫ica de potencial

Sistema MKS:
V =;

1V =


DIFERENCIA DE POTENCIAL O TENSIELTRICA

La diferencia de potencial entre dos puntos, en un campo el閏trico, estdada por el trabajo que se tiene que realizar sobre la carga el閏trica de prueba, para trasladarla, en equilibrio, entre dichos puntos.
VA – VB =


Por consiguiente:


RELACIENTRE CAMPO Y POTENCIAL
Para dos puntos A y B de un campo el閏trico uniforme, la diferencia de potencial entre los puntos A y B es igual al valor del campo multiplicado por la distancia entre las perpendiculares al campo, que pasan por dichos puntos. As

VA – VB = E.d
POTENCIAL CREADO POR UNA ESFERA CONDUCTORA CARGADA

Ya vimos antes que para c醠culos en el exterior de una esfera cargada, consideramos que toda la carga estubicada en su centro. Para una esfera de radio R, y un punto P colocado a una distancia 揹de su centro, se tiene: d ≥ R

SUPERPOSICIDE POTENCIALES
El potencial electrost醫ico en un punto P, sometido a los campos de varias cargas el閏tricas, es igual a la suma escalar de los potenciales creados por cada carga en ese lugar.

EJEMPLOS
1) Determinar el potencial el閏trico, en la intersecci髇 de las diagonales, en el cuadril醫ero mostrado, si en sus v閞tices se han colocado las cargas el閏tricas que en 閘 se indican.


Soluci



2) Para el sistema mostrado, calcular la diferencia de potencial entre los puntos C y D.


VC – VD = -------- (1)
VC = ∑V =



En (1): VC – VD = 24 – 8 =
3) Calcular el trabajo realizado para trasladar una carga de 2C, entre los puntos 搙e 搚 en el campo dado. (De 搙a 搚.

Soluci





CAPACIDAD ELECTRICA (C)
Es la caracter韘tica constante de un determinado cuerpo, se obtiene por el cociente de la carga almacenada por el cuerpo entre su respectivo potencial.

Luego:
UNIDADES DE CAPACIDAD:
Sistema CGS



uec = unidad electrost醫ica de capacidad

o stat faradio
Sistema MKS(SI)



EQUIVALENCIAS

micro faradio = F pico faradio = F = F
1 μ F = 10-6 F 1 μμ F = 10-12 F
CAPACIDAD DE UNA ESFERA (CE):
La capacidad de una esfera es directamente proporcional a su radio. En el sistema CGS, en el aire o en el vac韔, la capacidad en 搖eces equivalente al radio en metros.

(2) en (1):

Para el aire o el vac韔, y el sistema CGS:
Ke = 1; entonces CE = R
CONDENSADORES


Los CONDENSADORES son dispositivos que tienen la propiedad de almacenar temporalmente carga o energ韆 el閏trica. Se encuentran constituidos por DOS cuerpos colocados uno cerca del otro, con cargas el閏tricas de signo contrario.
CONDENSADORES DE PLACAS PARAELLAS
Son aquellos que se encuentran constituidos por dos placas paralelas. Colocadas una muy cerca de la otra. La capacidad es directamente proporcional al 醨ea de las placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa.

C =
Donde
A = 醨ea; d = distancia
En el SI:
CONDENSADORES CON DIELTRICO
Cuando introducimos una sustancia (DIEL蒀TRICO), entre las placas de un condensador cargado, el diel閏trico se polariza, lo que reduce la carga original en las placas; esto permite agregar m醩 carga al condensador.

Si la capacidad en el vac韔 es C0 y la capacidad con diel閏trico es Cd, la raz髇 entre las capacidades es un n鷐ero llamado CONSTANTE DEL DIEL蒀TRICO (κ):

Donde: κ ≥ 1
CONDENSADOR CONECTADO Y DESCONECTADO A UNA FUENTE
Cuando el condensador est
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