Electrostática

Electrostática

1. Electricidad

   • Conjunto de fenómenos físicos vinculados a la presencia y transmisión de cargas eléctricas
     • Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como
       • Los rayos
       • La inducción electromagnética
       • la electricidad estática
   • La electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones
   • En la antigüedad consistía en una propiedad que tenían ciertos cuerpos de atraer objetos livianos
     • después de haber sido frotados con un tejido
   • Palabra que deriva del griego elektron (ámbar)

2. Electrización

   • Es uno de los fenómenos que estudia la electrostática
     • Es el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones
       • Existen tres métodos de electrizar los cuerpos, por
         • Inducción
           • Contacto
             • Frotamiento
   • Consiste en el poder de atracción que adquieren los objetos después de ser frotados

3. Cargas Eléctricas

   • Propiedad de la materia que está presente en las partículas subatomicas y se evidencia
     • Por fuerzas de atracción o repulsión entre ellas, a través de campos electromágneticos
   • Tipos de Cargas Eléctricas
     • En la actualidad, existen dos tipos de carga
       • Cargas Positivas
         • Protones
       • Cargas Negativas
         • Electrones
   • La existencia de la carga eléctrica en un cuerpo se pone de manifiesto mediante un electroscopio

4. Conservación de Carga

   • El principio de conservación de carga indica que la cantidad de carga eléctrica en un sistema aislado es constante, es decir
     • se conserva, ya que puede presentarse un intercambio o movimiento de carga de un cuerpo a otro, pero no se crea ni se destruye

5. Conductores y Aislantes

   • Material Conductor
     • Son aquellos materiales que ofrecen poca resistencia al paso de la electricidad, por lo que se transforman en las mejores formas de distribuir la energía en el espacio físico
       • Los conductores entonces, son los que cuentan con gran número de electrones libres
         • que se mueven a través del material, transmitiendo con mayor facilidad las cargas eléctricas de un objeto a otro
           • Los medios conductores más característicos son los metales
   • Material Aislante
     • Son aquellos materiales que tienen una amplía resistencia al paso de la corriente eléctrica
       • Su finalidad es ser un mediador entre los conductores eléctricos para evitar cortocircuitos y
         • en ciertas ocasiones, resguardar a una persona de sufrir una descarga
           • Los materiales aislantes son aquellos que reducen, resisten o impiden completamente el paso
             • de alguna clase de energía como
               • el calor
               • la electricidad
       • También son aquellos materiales en los que las cargas eléctricas no se transmiten,
         • estas sustancias son denominadas aislantes o dieléctricos
           • Entre ellos se encuentran
             • La seda
             • El vidrio
             • La madera
   • Material Semiconductor
     • Son aquellos materiales que presentan una oposición intermedia entre los aislantes y los conductores, pero distinta.
       • Son lo que se comportan o bien como conductor o bien como aislante
         • según el campo eléctrico en el que se encuentre
       • Algunos elementos semiconductores son
         • El silicio o germanio
       • Se utilizan en la construcción de transistores y son de gran importancia en la electrónica

6. Fuerza Eléctrica en Otros Materiales

   • La fuerza eléctrica depende de la constante electrostática K, la cual se definió para el vacío y la cual es la misma para el aire
     • Si el medio es otro, esta constante presenta variaciones notables de tal forma que la fuerza electrostática
       • entre los cuerpos cargados presenta variaciones

7. Cargas

   • Por Inducción
     • Consiste en acercar un objeto cargado a otro en el cual se puede presentar una redistribución de cargas
       • También la carga por inducción es el proceso de cargar objetos eléctricamente
   • Por Contacto
     • Consiste en poner en contacto un cuerpo electrizado con otro sin carga eléctrica, generando así un paso de electrones
       • entre el primer cuerpo y el segundo, produciendo la electrización de este último

8. Ley de Coulomb

   • La unidad básica de la carga eléctrica en el sistema SI se denomina coulomb o culombio, su símbolo es C
   • La ley de Coulomb permite calcular la intensidad de fuerza de atracción o repulción de dos cargas puntuales
     • La Fórmula de esta ley es

9. Las Lineas de Fuerza

   • Son las líneas que se utilizan para representar gráficamente un campo eléctrico
     • las cuales son tangentes en cada punto, a la intensidad del campo
       • En esta imagen se representan las líneas de fuerza del campo creado por una carga puntual + y por una carga puntual -
     • Las líneas de fuerza de un campo eléctrico se pueden materializar al producir campos eléctricos intensos
       • La siguiente imagen muestra el campo producido por dos cargas
         • Una característica importante de las líneas de fuerza es que ninguna de estas líneas podrá cruzarse
           • ya que en cada punto existe una única dirección para el campo eléctrico y en consecuencia, por cada punto pasa una única línea de fuerza

10. Potencial Eléctrico

    • Es a lo que se le llama cuando se trabaja con partículas cargadas en campos eléctricos
      • El potencial en un punto del campo eléctrico es la energía potencial de la unidad de carga positiva en ese punto
        • La Fórmula del potencial eléctrico es
        • La unidad del potencial eléctrico en el SI es el voltio (V)
          • y equivale a un julio sobre culombio (J/C)
    • El potencial eléctrico se diferencia de la diferencia de potencial
      • En que el potencial eléctrico es una magnitud escalar cuyo valor depende de la posición del punto considerado
        • Por lo tanto, si consideramos dos puntos A y B en un campo eléctrico, sus respectivos potenciales serían
      • La diferencia potencial entre los puntos A y B cuyo potencial en cada punto es Va y Vb respectivamente y se expresa

11. Intensidad de Campo Eléctrico

    • La intensidad de campo eléctrico (E) en un punto dado es el cociente entre la fuerza (F)
      • que el campo ejerce sobre una carga de prueba situada en ese punto y el valor (q) de dicha carga
        • La Fórmula de la intensidad de campo eléctrico es

12. Partes de un Átomo

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