Electrostática

Electrostática

1. ¿Qué es? ?

   • Es una rama del electromagnetismo
     • Se encarga de los fenómenos relacionados con las cargas en reposo
       • Se caracteriza por
         • Se basa en el estudio de la carga eléctrica
         • Dos cargas eléctricas de igual polaridad se repelen
         • Dos cargas eléctricas con distintas polaridades se atraen
         • Fue descrita por leyes de Coulomb
         • Aplicación en la vida cotidiana
           • En las plantas procesadoras de alimentos la electrostática proporciona un mejor cubrimiento de los productos y ahorro químico

2. Ley de Coulomb

   • Calcula la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas en reposo
     • Sus fórmulas son:
     • Unidades de cargas eléctrica
       • Se define como la carga eléctrica capaz de interactuar con otra igual
       • Múltiplos
       • Submúltiplos-Unidades
     • Se caracteriza por
       • La fuerza de interacción entre dos cargas duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor
         • Aplicación en la vida cotidiana
           • Cuando usamos imanes, si quisiéramos calcular la fuerza de atracción pudiéramos hacerlo.
           • Cuando se forman rayos.
   • La constante ke universal que, por la forma en que se eligen las unidades en el SI tiene un valor
     • Esta constante de proporcionalidad suele escribirse en la forma aparentemente más complicada
       • La razón de escribirlo de esta forma se halla en la ley de Gauss.

3. Campo Eléctrico

   • Se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico
     • En el campo eléctrico no aparece ni magnitud, ni su posición
       • Aplicación en la vida cotidiana
         • La TV o la Radio
           • Son campos eléctricos radiados que viajan por el espacio
             • Son ondas que se emplean para transmitir señales de información a distancia sin necesidad de cables
     • Definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva).
     • La expresión de la fuerza sobre una carga puntual q0 debida a un sistema de N cargas puede factorizarse también en la forma
       • Y reescribirse como el producto

4. Ley de Gauss

   • Es una de las cuatro ecuaciones de Maxwell
     • Relaciona el campo eléctrico con sus fuentes, las cargas
       • Cuando el vector campo eléctrico → E es constante en todos los puntos de una superficie S, se denomina flujo al producto escalar del vector campo por el vector superficie Φ = → E ⋅ → S
         • Aplicación en la vida cotidiana
           • Generador de Van de Graff
             • Un aparato electroestático que utiliza una cinta móvil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica

5. Potencial Eléctrico

   • Es un punto del espacio de un campo eléctrico es la energía potencial eléctrica que adquiere una unidad de carga positiva situada en dicho punto.
     • Definimos potencial V como la energía potencial de la unidad de carga positiva imaginariamente situada en P, V=Ep/q. El potencial es una magnitud escalar.
       • Fórmula
       • Aplicación en la vida cotidiana
         • Iluminación de viviendas y alumbrado público
         • Sistema de transporte masivo

6. Capacidad Eléctrica

   • Propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica
     • Fórmulas
       • Aplicación en la vida cotidiana
         • Baterías
           • Poseen la capacidad de acumular energía utilizando compuestos que tienen la capacidad de reaccionar entre sí intercambiando electrones , que al pasar por un circuito generan corriente eléctrica
         • Condensador eléctrico
           • Utilizados en aire acondicionados tienen la capacidad de acumular energía sustentando un campo eléctrico
     • Se caracteriza por
       • Que los conductores no puntuales la cargas se mueven libremente y se distribuyen de tal forma que la repulsión entre ellas se hace mínima

7. Fuerza Eléctrica

   • Entre dos o más cargas aparece una fuerza
     • Denominada
       • Fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga
         • Aplicación en la vida cotidiana
           • Si frotamos una varilla de vidrio con un pañuelo de ceda, estaremos cargándola y esta poseerá una fuerza eléctrica

8. Condensadores

   • Dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.​​
     • Formado por
       • Un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total
         • Aplicación en la vida cotidiana
           • En los filtros alimentadores de corriente se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada

9. Carga de Cuerpos

   • Se dice que es: Negativa
     • Cuando tiene más electrones que protones.
       • Aplicación en la vida cotidiana
         • Al frotar el cabello con un globo , el pelo pierde electrones y el globo los gana, a la carga eléctrica producida por este desequilibrio se le denomina electricidad estática
   • Positiva
     • Cuando tiene menos electrones que protones.
   • Neutra
     • Cuando tiene igual número de electrones que de protones.
   • Propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las interacciones electrostáticas.

10. Movimiento de partículas dentro de un campo eléctrica

    • Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico Fe=q·E.
      • Si la carga es positiva, experimenta una fuerza en el sentido del campo
      • Si la carga es negativa, experimenta una fuerza en sentido contrario al campo
      • Si el campo es uniforme, la fuerza es constante y también lo es, la aceleración. Aplicando las ecuaciones del MRUA
        • Fórmula
        • La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniforme V'-V=Ex.
          • Fórmula
      • Aplicación en la vida cotidiana
        • Encender un TV
        • Encender una bombilla

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