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trabajp de investigacion
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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la EducacinUnidad Educativa Instituto Jess es SeorZaraza Edo. GuricoRepblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la EducacinUnidad Educativa Instituto Jess es SeorZaraza Edo. Gurico Repblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la EducacinUnidad Educativa Instituto Jess es SeorZaraza Edo. Gurico
Profesor: Alumna:Manuel Rojas Reggio Melissa 5TO Ao A
Carga elctricaLacarga elctricaes unapropiedad fsicaintrnseca de algunaspartculas subatmicasque se manifiesta mediante fuerzasde atraccin y repulsin entre ellas por la mediacin de campos electromagnticos. Lamateriacargada elctricamente es influida por loscampos electromagnticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interaccin electromagnticaentre carga ycampo elctricoes una de las cuatrointeracciones fundamentalesde lafsica. Desde el punto de vista delmodelo estndarla carga elctrica es una medida de la capacidad que posee una partcula para intercambiarfotones.Una de las principales caractersticas de la carga elctrica es que, en cualquier proceso fsico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no vara en el tiempo. Qi=QfLa carga elctrica es de naturalezadiscreta, fenmeno demostrado experimentalmente porRobert Millikan. Por razones histricas, a los electrones se les asign carga negativa: 1, tambin expresadae. Losprotonestienen carga positiva: +1 o+e. A losquarksse les asigna carga fraccionaria: 1/3 o 2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.
ElectrnUn electrn es una partcula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del tomo. Forma parte del grupo de los leptones. Los electrones son uno de los componentes del tomo Fue la primera partcula elemental descubierta. Hacia finales del siglo XIX se dedic un esfuerzo considerable a investigar las descargas elctricas en los gases enrarecidos. En 1895 Jean Perrin, analizando la carga elctrica de los llamados rayos catdicos (catdico), demostr que transportaban carga negativa. Al poco tiempo, J.J. Thomson llev a cabo el clsico experimento en el que consigui determinar la carga especfica de las partculas que constituan, segn l, los rayos catdicos y que llam electrones. A partir de la relacin carga / masa (e / m) obtenida por Thomson, Millikan, mediante un experimento hecho clebre, pudo medir en el ao 1909 la carga del electrn ey la masa m.El descubrimiento del electrn inici una nueva etapa de la fsica y corrobor la hiptesis de que el electrn es una partcula elemental del Universo a partir de la cual se forman todos los tomos.Se ha podido comprobar que la masa del electrn aumenta con la velocidad, de acuerdo con las predicciones de la mecnica relativista. Tambin ha sido verificada la naturaleza ondulatoria del electrn. La produccin de electrones libres por diferentes procedimientos y su comportamiento en medios diversos han encontrado una extraordinaria aplicacin prctica y han hecho desarrollar una nueva rama de la fsica y de la electricidad, la electrnica.Los valores admitidos de la carga elctrica y la masa del electrn son e = -1,602 189 2 (46) 10-19 C, y me = 9,109 354 (47) 10-31 kg.
Mtodo para Electrizar un cuerpoElectrizacin por Contacto: Se puede cargar un cuerpo con solo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero tambin queda con carga + Electrizacin por Frotamiento: Al Frotar 2 cuerpos elctricamente neutros(#e^-=#p^+), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Electrizacin Por Induccin: Un cuerpo cargado elctricamente, puede atraer a otro cuerpo que est neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro. Como resultado de est relacin, la redistribucin de cargas se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a este. en este Proceso de Redistribucin de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas est cargado positivamente y en otros negativamente. Decimos entonces que aparecen cargas elctricas inducidas, entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
ElectroscopioElelectroscopioes un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo est cargado elctricamente.El electroscopio consiste en una varilla metlica vertical de vidrio que tiene unaesferaen la parte superior y en el extremo opuesto dos lminas dealuminiomuy delgado. La varilla est sostenida en la parte superior de una caja devidriotransparente con un armazn decobreen contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separndose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsin electrosttica se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las lminas, al perder lapolarizacin, vuelven a su posicin normal.Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga elctrica de un objeto aproximndolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto est cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a laconductividad elctricadel aire producida por su contenido eniones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de uncampo elctricoo se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiacin de fondo en presencia de materialesradiactivos.El primer electroscopio conocido, elversorium, un electroscopio pivotante de hojuelas de oro, fue inventado porWilliam Gilberten 1600.
Campo elctricoElcampo elctricoes uncampo fsicoque es representado mediante unmodeloque describe la interaccin entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturalezaelctrica.Se describe como uncampo vectorialen el cual unacarga elctricapuntual de valorsufre los efectos de unafuerzaelctricadada por la siguiente ecuacin:(1)En los modelos relativistas actuales, el campo elctrico se incorpora, junto con elcampo magntico, encampo tensorialcuadridimensional, denominadocampo electromagnticoF.Los campos elctricos pueden tener su origen tanto encargas elctricascomo encampos magnticosvariables. Las primeras descripciones de los fenmenos elctricos, como laley de Coulomb, slo tenan en cuenta las cargas elctricas, pero las investigaciones deMichael Faradayy los estudios posteriores deJames Clerk Maxwellpermitieron establecer las leyes completas en las que tambin se tiene en cuenta la variacin delcampo magntico.Esta definicin general indica que el campo no es directamentemedible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo elctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio deinduccin electromagnticaen el ao1832.La unidad del campo elctrico en elSIesNewtonporCulombio(N/C),Voltiopor metro (V/m) o, en unidades bsicas,kgms3A1y la ecuacin dimensional es MLT-3I-1.
Lneas de campo elctricoEnfsica, laslneas de camposon una ayuda para visualizar uncampoelectrosttico, magntico o cualquier otrocampo vectorialesttico. Esencialmente forman un mapa del campo.Cada lnea est dibujada de forma que el campo es tangente a la misma en cada punto de sta y las puntas de las flechas indican la direccin del campo (Suponiendo una carga positiva). El espacio entre ellas indica el valor del campo. En las regiones en donde las lneas estn muy juntas este es muy grande, mientras que donde estn muy separadas es muy pequeo.De aqu se deduce que la densidad de lneas es proporcional al campo. As, un campo uniforme estar representado por lneas de campo igualmente espaciadas, rectas y paralelas.Adems las lneas de campo definen superficies equipotenciales perpendiculares a estas.
Movimiento de carga ElctricaFuerza electromotriz: Es la energa proveniente de cualquier fuente que suministre corriente elctrica. Existe una diferencia de potencial entre los polos positivos y negativos que son capaces de impulsar las cargas elctricas a travs de un circuito cerrado.Potencial elctrico: Es el trabajo realizado al trasladar un objeto de un punto a otro; en otras palabras, es el trabajo realizado para trasladar una carga positiva de un punto a otro como lo es el moverse del punto A al punto B.Diferencia de potencial (Tensin elctrica): Es la presin que ejerce una fuente de energa elctrica sobre las cargas elctricas en un circuito cerrado, y as se establece un flujo de corriente elctrica.-Tensin en un condensador- Tensin en una bobinaResistencia elctrica: Es la oposicin de la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, frena el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas.La ley de Ohm (W): Es la unidad de medida de la resistencia que oponen los objetos al paso de la corriente elctrica.I = Intensidad en amperios (A)V = Diferencia de potencial en voltios (V)R = Resistencia en ohmios (W o ).-Resistividad de algunos materiales-Conductancia: La resistividad depende de la temperatura.G es la conductancia R es la resistencia en ohmios,I es la corriente en amperios,V es el voltaje en voltios.ElectrostticaLa electrosttica es la rama de la Fsica que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga elctrica, es decir, el estudio de las cargas elctricas en equilibrio. La carga elctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenmenos electrostticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.Histricamente, la electrosttica fue la rama del electromagnetismo que primero se desarroll. Con la postulacin de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicacin, y permitieron demostrar cmo las leyes de la electrosttica y las leyes que gobiernan los fenmenos magnticos pueden ser estudiadas en el mismo marco terico denominado electromagnetismo.
Trabajo elctrico Es el trabajo que realiza una fuerza elctrica sobre una carga que se desplaza desde un punto A hasta otro punto B.Si suponemos que la fuerza es constante durante todo el desplazamiento, se puede expresar de la siguiente forma:
We(AB)=FerABdonde:We(AB) es el trabajo elctrico. En el S.I. se mide en Julios (J).Fe es la Fuerza elctrica que sufre la carga. En el S.I. se mide en Newtons (N).rAB es el vector desplazamiento entre ambos puntos. En el S.I. se mide en metros (m).Al igual que ocurre con otras fuerzas, como la fuerza gravitatoria, la fuerza elctrica es una fuerza conservativa. Esto implica que:El trabajo que realiza una fuerza elctrica para mover un cuerpo cargado desde una posicin A hasta otra B, nicamente depende de dichas posiciones y no del camino seguido para llegar de A a B.Cuando el camino que sigue el cuerpo entre A y B es un camino cerrado o un ciclo, el trabajo elctrico es nulo.
VoltioEs la unidad derivada del SI para el potencial elctrico, fuerza electromotriz y el voltaje. Recibe su nombre en honor de Alessandro Volta, quien en 1800 invent la pila voltaica, la primera batera qumica.El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia.El voltio tambin puede ser definido como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 julio para trasladar del uno al otro la carga de 1 culombio.
Michael FaradayFRS(Newington,22 de septiembrede1791-Londres,25 de agostode1867), fue unfsicoyqumicobritnicoque estudi elelectromagnetismoy laelectroqumica. Sus principales descubrimientos incluyen lainduccin electromagntica,diamagnetismoy laelectrlisis.A pesar de la escasa educacin formal recibida, Faraday es uno de los cientficos ms influyentes de la historia. Fue debido a su estudio delcampo magnticoalrededor de unconductorpor el que circulacorriente continuaque Faraday estableci las bases para el desarrollo del concepto decampo electromagntico. Faraday tambin estableci que elmagnetismopoda afectar losrayos de luzy que haba una relacin subyacente entre ambos fenmenos. Descubri, tambin, el principio de induccin electromagntica, diamagnetismo, lasleyes de la electrlisise invent algo que l llamdispositivos de rotacin electromagntica, que fueron los precursores del actualmotor elctrico.En el campo de laqumica, Faraday descubri elbenceno, investig el clatrato de cloro, invent un antecesor delmechero de Bunseny el sistema denmeros de oxidacin, e introdujo trminos comonodo,ctodo,electrodoein. Finalmente, fue el primero en recibir el ttulo de Fullerian Professor of Chemistry en laRoyal Institutionde Gran Bretaa, que ostentara hasta su muerte.Faraday fue un excelente experimentador, quien transmiti sus ideas en un lenguaje claro y simple. Sus habilidades matemticas, sin embargo, no abarcaban ms all de la trigonometra y el lgebra bsica.James Clerk Maxwelltom el trabajo de Faraday y otros y lo resumi en un grupo de ecuaciones que representan las actuales teoras del fenmeno electromagntico. El uso delneas de fuerzapor parte de Faraday llev a Maxwell a escribir que "ellas demuestran que Faraday ha sido en realidad un gran matemtico. Uno del cual los matemticos del futuro derivarn valiosos y prolficos mtodos".La unidad de lacapacidad elctricaen elSI de unidades, elfarad(F), se denomina as en su honor.Albert Einsteinmantena colgado en la pared de su estudio un retrato de Faraday junto a los deIsaac Newtony James Clerk Maxwell.El fsico neozelandsErnest Rutherforddeclar: "Cuando consideramos la extensin y la magnitud de sus descubrimientos y su influencia en el progreso de la ciencia y de la industria, no existen honores que puedan retribuir la memoria de Faraday, uno de los mayores descubridores cientficos de todos los tiempos".
FaradioSe denominafaradioofarad(smboloF), en honor aMichael Faraday, a la unidad decapacidad elctricadelSistema Internacional de Unidades(SI).Un faradio es la capacidad de uncondensadorentre cuyas armaduras existe una diferencia de potencial elctrico de 1voltio(1 V) cuando est cargado de una cantidad de electricidad igual a unculombio(1 C).Enelectrotecniamide ms especficamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensin.
Densidad de corrienteRelacin entre la corriente y la densidad de corriente.La densidad de corriente elctrica se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente elctrica por unidad de superficie, es decir, intensidad por unidad de rea. Matemticamente, la corriente y la densidad de corriente se relacionan como :I=\int_S \mathbf{j}\cdot d\mathbf{S} \, I es la corriente elctrica en amperios A\mathbf{j} es la densidad de corriente en Am-2S es la superficie de estudio en mCargas puntuales aisladasLa densidad de corriente est relacionada con los portadores de cargas (electrones, huecos, iones en un electrolito) por : \mathbf{j}=\sum_i n_i q_i \mathbf{v}_i \, Donde:n_i\, es la concentracin del portador i.q_i\, es la carga elctrica del portador i.\bold{v}_i es la velocidad media del portador i en el volumen.Conductor elctricoSi la densidad de corriente es uniforme en una regin del espacio entonces la relacin se simplifica notablemente. Esto sucede con bastante aproximacin en el interior de un tramo de conductor de seccin constante, donde el vector \mathbf{j} es independiente de la posicin por lo que la seccin, la densidad de corriente y la intensidad guardan la relacin: I= \| \mathbf{j} \| S_0Siendo S_0 la seccin transversal del tramo de conductor.
Fuerza electromotrizLa fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente elctrica en un circuito cerrado. Es una caracterstica de cada generador elctrico. Con carcter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor \xi \, cuya circulacin, \int_S\xi ds \,, define la fuerza electromotriz del generador.Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Culombios de dicha carga.Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energa (mecnica, qumica, etctera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el polo positivo por el cual sale).La FEM se mide en voltios, al igual que el potencial elctrico.Por lo que queda que:P = \frac {R}{A} \,\!Se relaciona con la diferencia de potencial V \,\! entre los bornes y la resistencia interna r \,\! del generador mediante la frmula E = V + I r \,\! (el producto Ir \,\! es la cada de potencial que se produce en el interior del generador a causa de la resistencia hmica que ofrece al paso de la corriente). La FEM de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto.La fuerza electromotriz de induccin (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variacin del flujo de induccin \phi \, del campo magntico que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se expresa por la frmula \xi = - \frac {\Delta \Phi}{\Delta t} \,\! (ley de Faraday). El signo - (ley de Lenz) indica que el sentido de la FEM inducida es tal que se opone al descrito por la ley de Faraday ( \xi = \frac {\Delta \Phi}{\Delta t} \,\!).
Circuito elctrico
Uncircuito elctricoes un conjunto de operadores unidos de tal forma que permitan el paso o la circulacin de la corriente elctrica (electrones) para conseguir algn efecto til (luz, calor, movimiento, etctera).Los circuitos elctricos son utilizados en cada uno de los aparatos elctricos que se utilizan diariamente por todas las personas. Muchos de estos circuitos son muy complejos y disponen de una gran variedad de elementos que en conjunto, hacen funcionar equipos tales como electrodomsticos u otros aparatos. Antes de trabajar proyectos de circuitos complejos, debe comenzarse por el fundamento, que es comprender los conceptos bsicos de voltaje, corriente elctrica, resistencia elctrica, etc. Es elemental poder diferenciar entre las conexiones en serie, paralelo y serie paralelo.Uncircuito elctrico, por lo tanto, es lainterconexin de dos o ms componentes que contiene una trayectoria cerrada. Dichos componentes pueden ser resistencias, fuentes, interruptores, condensadores, semiconductores y cables.