Flashcards
Fisica II
Cards in this deck (53)
- 1Electricidad y magnetismo Axel Arath Varela Castelan
- 2Campos eléctricosUn campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.
- 3Propiedades de las cargas eléctricasLas propiedades de las líneas de campo se pueden resumir en: El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto. Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas.
- 4—Las cargas se conservan
Cargas opuestas de atraen, cargar iguales se repelen
En un sistema aislado la carga eléctrica siempre se conserva
q= variable para la carga, esta cuantizada
- 5Objetos de carga mediante inducciónLa inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro, entonces el cuerpo electrizado, denominado inductor, induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
- 6Ley de Coulomb-Los cuerpos cargados sufren una fuerza de atracción o repulsión al aproximarse.
-El valor de dicha fuerza es proporcional al producto del valor de sus cargas.
- 7—-La fuerza es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión si son del mismo signo.
-La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
- 8El campo eléctricoEl campo eléctrico provocado por la carga fuente en la carga de prueba se define como la fuerza eléctrica sobre la carga de prueba por carga unitaria, o, para mayor claridad, el vector E
del campo eléctrico en un punto en el espacio se define como la fuerza eléctrica Fe, que actúa sobre una carga de prueba positiva q0 colocada en ese punto, dividida entre la carga de prueba
- 9Campo eléctrico de una distribución de carga continuaCuando tenemos una distribución continua de cargas debemos considerar las variaciones infinitesimales del campo eléctrico que se producen en el espacio debidas a las variaciones infinitesimales de la distribución continua de carga
- 10Para estudiar cómo se distribuye la carga en el espacio definimosDensidad de carga lineal
Densidad de carga superficial
Distribución volumétrica
- 11Líneas de campo eléctricoSon líneas imaginarias que ayudan a visualizar cómo va variando la dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro del espacio. Indican las trayectorias que seguiría la unidad de carga positiva si se la abandona libremente, por lo que las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas
- 12Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniformeCuando una partícula con carga q y masa m se coloca en un campo eléctrico E , la fuerza eléctrica ejercida sobre la carga es qE. Si esta es la única fuerza ejercida sobre la partícula, con toda probabilidad se trata de la fuerza neta, la cual
provoca que la partícula se acelere de acuerdo con el modelo de partícula bajo una fuerzanneta.
- 13Flujo eléctricoEs una magnitud escalar que representa el número de líneas de campo que atraviesan una determinada superficie. Su unidad en el Sistema Internacional es el newton por metro cuadrado y por culombio (N·m2/C).
- 14—Por lo tanto, el total de líneas que
penetran en la superficie es proporcional al producto EA. A este producto de la magnitud del campo eléctrico E y al área superficial A, perpendicular al campo, se le conoce como flujo eléctrico E (phi mayúscula)
- 15—El flujo eléctrico es proporcional al número
de las líneas de campo eléctrico que penetran en una superficie.
- 16las líneas de campo cruzan la superficie del lado interno al externo y u<90°; por lo tanto, el flujo a través de este elemento es positivo. Por lo que se refiere al elemento.Las líneas de campo rozan la superficie (perpendicular al vector A→2); por lo tanto u = 90° y el flujo es igual a cero.
- 17—Las líneas de campo atraviesan la superficie del exterior al interior,
180°> u > 90° y el flujo es negativo porque el cos u también es negativo.
- 18Ley de GaussRelaciona el campo eléctrico con sus fuentes, las cargas
La ley de Gauss nos permite calcular de una forma simple el módulo del campo eléctrico, cuando conocemos la distribución de cargas con simetría esférica o cilíndrica
- 19—Las líneas de campo están dirigidas radialmente hacia afuera y por tanto son perpendiculares a la superficie en todos sus puntos. Es decir, en cada punto de la superficie, E → es paralelo al vector
A → que representa un elemento de área local Ai que rodea al punto en la superficie.
- 20—El flujo neto a través de cualquier superficie cerrada que
rodea a una carga puntual q tiene un valor de q/e0 y es independiente de la forma de la superficie.
- 21—El flujo eléctrico neto a través de una superficie cerrada
que no rodea a ninguna carga es igual a cero.
- 22—El campo eléctrico debido a muchas cargas es igual a la suma vectorial de los campos eléctricos producidos por cada una de las cargas individuales.
- 23Aplicación de la ley de Gauss a varias distribuciones de cargaLa ley de Gauss puede ser utilizada para demostrar que no existe campo eléctrico dentro de una jaula de Faraday. Esta ley puede interpretarse, en electrostática, entendiendo el flujo como una medida del número de líneas de campo que atraviesan la superficie en cuestión.
- 24—1. Demostrar por simetría que el valor del campo eléctrico es constante sobre la superficie.
2. Que el producto punto de la ecuación se expresa como un producto algebraico simple E dA, ya que E → y dA → son paralelos entre sí.
- 25—3.Que el producto punto de la ecuación es cero, ya que E → y dA → son perpendiculares entre sí.
4. Que el campo eléctrico es igual a cero sobre la superficie
- 26Conductores en equilibrio electrostático1. En el interior del conductor el campo eléctrico es cero, si el conductor es sólido
o hueco.
2. Si un conductor aislado tiene carga, ésta reside en su superficie.
- 27—3. El campo eléctrico justo fuera de un conductor con carga es perpendicular a la superficie del conductor y tiene una magnitud s/e0, donde s es la densidad de carga superficial en ese punto.
4. En un conductor de forma irregular, la densidad de carga superficial es máxima en aquellos puntos donde el radio de curvatura de la superficie es el menor.
- 28Conductor electrostáticoUn material conductor es aquel que permite el transporte de carga eléctrica. En general, los sólidos metálicos son buenos conductores, ya que sus electrones de valencia están poco ligados a los núcleos atómicos, lo que permite que se muevan con facilidad a través del sólido.
- 29—Placa conductora
en un campo eléctrico externo
E→. Las cargas inducidas en las dos
superficies de la placa producen
un campo eléctrico que se opone
al campo externo, lo que produce
en el interior de la placa un campo
eléctrico resultante igual a cero
- 30—Conductor
con forma arbitraria. La línea
discontinua representa una
superficie gaussiana que puede
acercarse a la superficie del
conductor tanto como uno lo
desee.
- 31—A fin de calcular el campo eléctrico que existe justo afuera de un conductor con carga se utiliza una superficie
gaussiana con forma de un
cilindro pequeño. El flujo a través
de la superficie gaussiana es EA.
Recuerde que en el interior
del conductor E→ es igual a cero.
- 32Potencial eléctricoEl potencial eléctrico en un punto, es el trabajo a realizar por unidad de carga para mover dicha carga dentro de un campo electrostático desde el punto de referencia hasta el punto considerado, ignorando el componente irrotacional del campo eléctrico.
- 33PotencialEn física se define el potencial como una magnitud que puede ser escalar o vectorial, que sirve para describir la evolución o variación probable de otra magnitud. los potenciales aparecen para describir a un campo físico y también aparece en termodinámica.
- 34La diferencia de potencial eléctricoLa diferencia de potencial eléctrico, también conocida como voltaje, es el trabajo externo necesario para mover una carga de una posición a otra dentro de un campo eléctrico. Es el cambio en la energía potencial experimentado por una carga de prueba de valor +1
- 35Potencial eléctrico y energía potencial a causa de cargas puntualesEs la energía de potencial eléctrico por unidad de carga, y como tal es una característica de la influencia eléctrica ejercida por la carga sobre ese punto del espacio.
- 36Obtención del valor del campo eléctrico a partir del potencial eléctricoSuperficies equipotenciales siempre deben ser perpendiculares
a las líneas de campo eléctrico que pasan a través de ellas.
- 37—Las superficies equipotenciales son perpendiculares
a las líneas de campo.
- 38Potencial eléctrico debido a distribuciones de carga continuasSi conoce la distribución de carga, considere el potencial debido a un
elemento de carga dq pequeño, y trate a este elemento como una carga puntual. Por la ecuación el potencial eléctrico dV en algún punto P, debido al elemento
de carga dq,
- 39—En esta expresión
para V el potencial eléctrico se supone igual a cero cuando el punto P se encuentra infinitamente
lejos de la distribución de carga.
- 40Potencial eléctrico a causa de un conductor con cargaCada punto de la superficie de un conductor cargado en equilibrio
tiene el mismo potencial eléctrico.
- 41—a)La carga excedente en una esfera
conductora de radio R está
uniformemente distribuida sobre
su superficie. b) Potencial eléctrico
en función de la distancia r desde
el centro de la esfera conductora
con carga. c) Magnitud del campo
eléctrico en función de la distancia
r desde el centro de la esfera
conductora con carga.
- 42El experimento de la gota de aceite de MillikanEl experimento de la gota de aceite fue realizado por Robert Millikan y Harvey Fletcher en 1911 para medir la carga elemental (la carga del electrón). Repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas eran todas múltiplos de un valor fundamental.
- 43Aplicaciones de la electrostáticaEl generador Van de Graaff: acumula grandes cantidades de carga eléctrica
El precipitador electrostático: dispositivos que se utilizan para atrapar partículas mediante su ionización
Xerografía e impresoras láser: proceso de impresión
- 44Capacitancia y materiales dieléctricosMuchos de los capacitores tienen un material sólido no conductor entre sus placas conductoras; a este material se le llama dieléctrico. En la industria de los capacitores se utilizan películas de parafina, de polímeros o de óxidos no conductores.
- 45CapacitanciaSe expresa como la relación entre la carga eléctrica de cada conductor y la diferencia de potencial (es decir, tensión) entre ellos. El valor de la capacitancia de un capacitor se mide en faradios (F); denominados así en honor al físico inglés Michael Faraday
- 46Cálculo de la capacitanciaEl potencial eléctrico de una esfera de radio a es simplemente keQ/a, y si V 0 en el caso de la cubierta infinitamente grande, tiene:
- 47Combinaciones de capacitoresCombinación en paralelo
Dos capacitores conectados se conocen
como combinación en paralelo de capacitores.
- 48Combinación en serieDos capacitores conectados así como el diagrama de circuito se conocen como combinación en serie de capacitores.
La placa izquierda del capacitor 1 y la placa derecha del capacitor 2 están conectadas a las terminales de una batería.
- 49Energía almacenada en un capacitor con cargaEl almacenamiento de energía en un condensador, implica realizar trabajo para transportar la carga desde una placa del condensador a la otra, venciendo las fuerzas eléctricas
- 50Capacitores con material dieléctricoLos condensadores electrolíticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina metálica y una disolución conductora. Consigue aumentar la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).
- 51Dipolo eléctrico en un campo eléctricoLas líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales de igual magnitud pero de signos opuestos son conocidas como dipolo eléctrico, es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí. Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes dieléctricos.
- 52Descripción atómica de los materiales dieléctricosLos materiales dieléctricos son aquellos que no conducen la electricidad, por lo que se usan como aislantes eléctricos. · No poseen electrones libres en su estructura. · Tienen sus electrones fuertemente ligados a los núcleos (requieren un gran suministro de energía externa para desplazarlos de un átomo a otro)
- 53—Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2009). Física: Para ciencias e ingeniería con Física Moderna / Raymond A. Serway y John W. Jewett, Jr (7a. ed.--.). México D.F.: Cengage.
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- Física Flashcards on Fisica II, created by Axell Varela Castelan on 01/11/2020.
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- Axell Varela Castelan
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