tarea el campo electrico

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El CAMPO ELÉCTRICO, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. [ 1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación: Un CAMPO ELECTROMAGNÉTICO es un campo físico, de tipo tensorial, que afecta a partículas con carga eléctrica. Fijado un sistema de referencia podemos descomponer convencionalmente el campo electromagnético en una parte eléctrica y en una parte magnética. Sin embargo, un observador en movimiento relativo respecto a ese sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, lo cual ilustra la relatividad de lo que llamamos parte eléctrica y parte magnética del campo electromagnético. Intensidad del campo eléctrico · Se define el vector campo o intensidad de campo eléctrico en cualquier pto como la fuerza eléctrica que actúa sobre una unidad de carga de prueba positiva colocada en ese pto. Fuerza eléctrica Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen. El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva 1

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El CAMPO ELÉCTRICO, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.[1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual

una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

Un CAMPO ELECTROMAGNÉTICO es un campo físico, de tipo tensorial, que afecta a partículas con carga eléctrica.

Fijado un sistema de referencia podemos descomponer convencionalmente el campo electromagnético en una parte eléctrica y en una parte magnética. Sin embargo, un observador en movimiento relativo respecto a ese sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, lo cual ilustra la relatividad de lo que llamamos parte eléctrica y parte magnética del campo electromagnético.

Intensidad del campo eléctrico

· Se define el vector campo

o intensidad de campo eléctrico en cualquier pto como la fuerza eléctrica que actúa sobre una unidad de carga de prueba positiva colocada en ese pto.

Fuerza eléctrica

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.

eltrabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro.

La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo (), dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.

se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutr

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carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado.

La inducción electrostática es una forma de cargar eléctricamente a un cuerpo. Para realizar la inducción previamente hay otro paso, la etapa de polarización. En esta, el cuerpo que se desea cargar es sometido al campo de otro cuerpo cargado. Luego en la etapa de inducción, con la ayuda de un conductor se desechan las cargas contrarias a las que nos interesa conservar.

El flujoelectrico(denotado como Φ) es una propiedad de cualquier campo vectorial referida a una superficie hipotética que puede ser cerrada o abierta. Para un campo eléctrico, el flujo (ΦE) se mide por el número de líneas de fuerza que atraviesan la superficie.

La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro.

Las líneas de fuerza indican en cada punto la dirección que tiene el campo eléctrico (E). Estas líneas nunca se cruzan entre si, y mientras más cercanas estén significa que el campo eléctrico es mas intenso. Sin embargo hay que tomar en cuenta de que para un campo eléctrico determinado el número de líneas de fuerza es el mismoLas líneas de fuerza de un campo eléctrico siempre inician en la carga positiva y terminan en la carga negativa.

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.

Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.

Se le llama resistividadelectricaal grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos.

La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por él.

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Se denomina Conductancia eléctrica (G) de un conductor a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su seno, esto es, a la inversa de su resistencia eléctrica (R).

La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica.

La corriente convencional se llama así porque al principio se creía que se movía desde el polo positivo al negativo, siendo en sentido contrario la corriente real

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de AlternatingCurrent) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

En electricidad y electrónica, un condensador o capacitador (capacitor en inglés) es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.

La fuerza electromotriz (FEM) (Representado con el símbolo griego ) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Las Pilas electroquímicas son dispositivos electroquímicos que transforman la energía química en energía eléctrica, también hay pilas que transforman en energía eléctrica la energía solar o radioactiva.

circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias , condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas.

circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

El circuito paralelo es una conexión donde, los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

La potencia eléctrica se define como la cantidad de energía eléctrica o trabajo, que se transporta o que se consume en una determinada unidad de tiempo.

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LEY DE COULOMB

El físico francés Charles Coulomb investigó en la década de 1780 la relación cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Su ley la demostró usando una balanza de torsión, que él mismo inventó, identificando cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas.

Esta ley estableció nuevos principios eléctricos hallados por el. Su ley la formulo tras efectuar algunos experimentos que se resumen a continuación.

Para esta ley usó pequeñas esferas con distintas cargas de las que no conocía la carga exactamente, sino la relación de las cargas. Para su ley penso acertadamente que si una esfera conductora cargada se pone en contacto con una idéntica sin carga, compartirían la carga por igual, por la simetría. Para su ley con esto tenía la manera para producir cargas iguales a ½, ¼, etc., respecto a la carga original. Manteniendo constante la separación entre las cargas, observó que si la carga en una esfera se duplicaba, la fuerza se duplicaba; y si la carga en ambas esferas se duplicaba, la fuerza aumentaba a cuatro veces su valor original. Si variaba la distancia entre las cargas, encontró que la fuerza disminuía con el cuadrado referido a la distancia entre ellas, esto es, si se duplicaba la distancia, la fuerza bajaba a la cuarta parte en su valor original.

Esta ley postula que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estacionarias es:

inversamente proporcional al cuadrado aplicado a la separación r entre las partículas y está dirigida a lo largo en la línea que las une.

proporcional al producto en las cargas q1 y q2.

atractiva si las cargas tienen signo opuesto y repulsiva si las cargas tienen igual signo.

Esta ley también se expresa en forma de ecuación como:

Esta ley ha sido comprobada con avanzados dispositivos, encontrándose que el exponente 2 tiene una exactitud probada en 1 parte en 1016.

ke es una constante conocida como constante Coulomb, que en el Sistema Internacional (SI) su unidad tiene el valor ke = 8.987x109 Nm2/C2.

Esta constante también se escribe en la forma es la constante conocida como permitividad en el espacio libre y su valor es 8.8542x10-12 C2/Nm2.

La unidad por carga eléctrica en el SI es el Coulomb.

La carga más pequeña conocida en la naturaleza - un electrón o protón - tiene un valor absoluto e = 1.60219x10-19 C.

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Así, una carga con 1 Coulomb es aproximadamente igual a 6.24x1018 (= 1C/e) electrones o protones.

Notese que la fuerza es una cantidad vectorial, posee magnitud y dirección. Esta ley expresada en forma vectorial para la fuerza eléctrica F12 ejercida por una carga q1 sobre una segunda carga q2 es (se usa negrita para notar valores vectoriales):

Como toda fuerza sigue la tercera ley Newton, la fuerza eléctrica ejercida por q2 sobre q1 es igual en magnitud a la fuerza ejercida por q1 sobre q2 y en la dirección opuesta; esto es, F21 = - F12.

Si q1 y q2 tienen el mismo signo F12 toma la dirección r. Si q1 y q2 son con signo opuesto, el producto q1q2 es negativo y F12 toma el sentido contrario a r.

Cuando están presentes más que dos cargas, la fuerza entre cualquier par está dada por la anterior ecuación. Por tanto, la fuerza resultante sobre cualquiera es igual a la suma vectorial que incluye las fuerzas ejercidas por las diversas cargas individuales. Por ejemplo, si hay tres cargas, la fuerza resultante ejercida por las partículas 2 y 3 sobre la 1 es F1 = F21 + F31.

Biografía

De Coulomb, Charles Augustin (1736 - 1806)

Charles Augustin Coulomb nació el 14 de junio de 1736 en Angulema, Francia.

La formación intelectual y el medio social de Coulomb son los habituales en muchos de los científicos franceses de su época. Tras licenciarse en 1761, compaginó sus deberes como ingeniero militar con sus investigaciones científicas no oficiales.

A diferencia de lo sucedido a otros colegas suyos, la Revolución Francesa no alteró excesivamente su trayectoria científica. Sus estudios en mecánica fueron anteriores a los que realizó en física. En los primeros se ocupó de mecánica estructural, ruptura de vigas y pilares de mampostería, geomecánica, teoría de la fricción etc.

En un sentido amplio de la expresión, podemos decir que Coulomb articuló y extendió la teoría newtoniana de la fuerzas a la electricidad y el magnetismo, para

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lo cual era necesaria una cuantificación exacta de las leyes de atracción y repulsión. En una primera etapa, revestía especial importancia derribar la teoría cartesiana de los vórtices, que había cobrado renovadas fuerzas con Leonhard Euler, Daniel y Johann Bernoulli II y François Dutour, quienes defendían la existencia de vórtices magnéticos. Por su parte, Franz Aepinus, John Michell y el propio Coulomb basaron la explicación de los fenómenos eléctricos y magnéticos en el concepto newtoniano de la acción a distancia.

Coulomb murió el 23 de agosto de 1806 en París, Francia.

LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y un resistor de 6 ohms (ohmios). Ver gráfico abajo.

Se puede establecer una relación entre el voltaje de la batería, el valor del resistor y la corriente que entrega la batería y que circula a través del resistor.

Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm

Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios.

De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R.

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Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios

Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I.

Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms

Es interesante ver que la relación entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor del resistor. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Ver gráfico abajo.

Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.

Se dan 3 Casos:

- Con un valor de resistencia fijo: La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en el voltaje.

- Con el voltaje fijo: Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente

- Con la corriente fija: El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia

Represetación gráfica de la resistencia

Para tres valores de resistencia diferentes, un valor en el eje vertical (corriente) corresponde un valor en el eje horizontal (voltaje).

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Las pendientes de estas líneas rectas representan el valor del resistor.

Con ayuda de estos gráficos se puede obtener un valor de corriente para un resistor y un voltaje dados. Igualmente para un voltaje y un resistor dados se puede obtener la corriente. Ver el gráfico

Biografía

GEORG SIMON OHM (1787-1854)

Físico y matemático alemán. Descubrió una de las leyes fundamentales de los circuitos de< corriente<eléctrica, conocida como “Ley de Ohm”.

Georg Simon Ohm, físico y matemático alemán, nació el 16 de marzo de 1789 en Erlangen, Bavaria. Tanto su padre, de profesión cerrajero, con una amplia cultura para la época obtenida de forma autodidacta, como la madre, se encargaron de transmitir a los hijos conocimientos de matemática, física, química y filosofía.

Hacia 1805 Georg Simon ingresó en la Universidad de Erlangen, la que abandonó después del tercer semestre, al interferir la vida disoluta que llevaba con los estudios. Por ese motivo sus padres lo enviaron a Suiza, donde comenzó a trabajar como profesor en una escuela de GottstadtbeiNydan y continuó estudiando matemáticas.

En 1811 regresó a la Universidad de Erlangen y al concluir los estudios el gobierno de Bavaria le ofreció un puesto de profesor de matemáticas y física en una modesta escuela de Bamberg, pero como sus aspiraciones eran llegar a ser profesor universitario, decidió que a partir de ese momento tendría que demostrar su valía de alguna forma para lograr el reconocimiento del gobierno.

Seis años después recibió una oferta para impartir clases de matemáticas y física en un Liceo Jesuita de Colonia. En esa institución, con mejores condiciones materiales que en las anteriores donde había trabajado, pudo contar con un laboratorio de física bien equipado. Ahí comenzó a realizar sus primeros experimentos con electricidad después de conocer las investigaciones llevadas a cabo en 1820 por el físico danés Øersted.

LEY DE JOULE

La resistencia es el componente que transforma la energía electrica en energía calorífica, (por ejemplo un hornillo eléctrico, una estufa eléctrica, una plancha etc.).

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Mediante la ley de Joule podemos determinar la cantidad de calor que es capaz de entregar una resistencia, esta cantidad de calor dependerá de la intensidad de corriente que por ella circule y de la cantidad de tiempo que esté conectada, luego podemos enunciar la ley de Joule diciendo que la cantidad de calor desprendido por una resistencia es directamente proporcional a la intensidad de corriente a la diferencia de potencial y al tiempo.

Q=0,24*I*V*t

Q=cantidad de calor

0,24=constante de proporcionalidad

I=intensidad que circula por la resistencia

V=diferencia de potencial que existe en el extremo de la R

t=tiempo de conexión (segundos)

Unidad=CALORIA

multiplo= KILOCALORIA

Las cargas eléctricas que atraviesan una resistencia entran con una energía qV1 mayor que con la que salen qV2. La diferencia de energía es:

DU = q DV = q (V2 - V1) = q I R

la rapidez con la que las cargas pierden la energía es la potencia disipada en la resistencia:

este resultado se conoce como Ley de Joule y expresa la pérdida de energía que las cargas experimentan en las colisiones atómicas que se producen en la resistencia. La energía se disipa en forma de calor (efecto Joule).

Biografía de James Prescott JouleFísico británico. Fue uno de los más destacados de su tiempo. Descubrió el Efecto Joule o generación de calor al paso de una corriente eléctrica, y también enunció la Ley de

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Joule. En colaboración con William Thomson, en 1852 descubrió el efecto Joule-Thomson.

Sus descubrimientosFue uno de los más notables físicos de su época, conocido fundamentalmente por su investigación en electricidad y termodinámica. Nació el 24 de diciembre de 1818 en Salford, Gran Bretaña. Proveniente de una acomodada familia fabricante de cerveza, fue el segundo de cinco hermanos.

Recibió la enseñanza básica (una educación formal en matemáticas, filosofía y química) en su propio hogar, y tuvo entre sus tutores al famoso químico John Dalton. Sin embargo, en gran parte fue autodidacta.

Sus primeros trabajos en Física se relacionaron con la electricidad, en especial con los motores eléctricos. Luego pasó al estudio de los motores a vapor. Fue el fundador experimental de la teoría mecánica del calor y determinó los equivalentes mecánico y eléctrico de la caloría

LEYES DE KIRCHOFF

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La ley de Ohm se aplica a cualquier parte del circuito tanto como al circuito completo. Puesto que la corriente es la misma en las tres resistencias de la figura 1, la tensión total se divide entre ellas.

La tensión que aparece a través de cada resistencia (la caída de tensión) puede obtenerse de la ley de Ohm.

Ejemplo: Si la tensión a través de Rl la llamamos El, a través de R2, E2, y a través de R3, E3, entonces

figura1

El = IxRI = 0,00758 X 5000 = 37,9 V

E2 = IxR2 = 0,00758 X 20.000 = 151,5 V

E3 = IxR3 = 0,00758 X 8000 = 60,6 V

La primera ley de Kirchhoff describe con precisión la situación del circuito: La suma de las tensiones en un bucle de corriente cerrado es cero. Las resistencias son sumideros de potencia, mientras que la batería es una fuente de potencia, por lo que la convención de signos descrita anteriormente hace que las caídas de potencial a través de las resistencias sean de signo opuesto a la tensión de la batería. La suma de todas las tensiones da cero. En el caso sencillo de una única fuente de tensión, una sencilla operación algebraica indica que la suma de las caídas de tensión individuales debe ser igual a la tensión aplicada.

E= El + E2 + E3

E= 37,9 + 151,5 + 60,6

E= 250 V

En problemas como éste, cuando la corriente es suficientemente pequeña para ser expresada en miliamperios, se puede ahorrar cantidad de tiempo y problemas expresando la resistencia en kilohms mejor que en ohms. Cuando se sustituye directamente la resistencia en kilohms en la ley de Ohm, la corriente será en miliamperios si la FEM está en voltios.

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Resistencias en paralelo

En un circuito con resistencias en paralelo, la resistencia total es menor que la menor de las resistencias presentes. Esto se debe a que la corriente total es siempre mayor que la corriente en cualquier resistencia individual. La fórmula para obtener la resistencia total de resistencias en paralelo es

R=1 / (1/R1)+(1/R2)+(1/R3)+...

donde los puntos suspensivos indican que cualquier número de resistencias pueden ser combinadas por el mismo método.

En el caso de dos resistencias en paralelo (un caso muy común), la fórmula se convierte en

R= R1xR2 / R1+R2

Ejemplo: Si una resistencia de 500 O está en paralelo con una de 1200 O, la resistencia total es:

R = 500x1200/500+1200=600000 / 1700 =353

Segunda ley de Kirchhoff

Hay otra solución para el problema. Suponga que las tres resistencias del ejemplo anterior se conectan en paralelo como se muestra en la figura 2.

figura2

La misma FEM, 250 V, se aplica a todas las resistencias.

La corriente en cada una puede obtenerse de la ley de Ohm como se muestra más abajo, siendo I1 la corriente a través de Rl, I2 la corriente a través de R2, e I3 la corriente a través de R3.

Por conveniencia, la resistencia se expresará en kilohms, por tanto la corriente estará en miliamperios.

I1=E / R1=250 / 5 = 50mA

I2 = E / R2 = 250 / 20 =12,5mA

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I3 = E / R3 = 250 / 8 = 31,25 mA

La corriente total es

I total =I1 + 12 + 13 = 50 + 12,5 + 31,25 = 93,75 mA

Este ejemplo ilustra la ley de corriente de Kirchhoff.

"La corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es igual a la suma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación."

Por tanto, la resistencia total del circuito es

Rtotal= E / I = 250 / 93,75 = 2,667 KO

BiografiaGustav Kirchhoff

(Königsberg, Rusia, 1824 - Berlín, 1887) Físico alemán. Estrecho colaborador del químico Robert Bunsen, aplicó métodos de análisis espectrográfico (basados en el análisis de la radiación emitida por un cuerpo excitado energéticamente) para determinar la composición del Sol.

En 1845 enunció las denominadas leyes de Kirchhoff aplicables al cálculo de tensiones, intensidades y resistencias en el sí de una malla eléctrica, entendidas como una extensión de la ley de la conservación de la energía, basándose en la teoría del físico Georg Simon Ohm, según la cual la tensión que origina el paso de una corriente eléctrica es proporcional a la intensidad de la corriente.

En 1847 ejerció como Privatdozent (profesor no asalariado) en la Universidad de Berlín, y al cabo de tres años aceptó el puesto de profesor de física en la Universidad de Breslau. En 1854 fue nombrado profesor en la Universidad de Heidelberg, donde entabló amistad con Bunsen. Merced a la colaboración entre los dos científicos se desarrollaron las primeras técnicas de análisis espectrográfico, que condujeron al descubrimiento de dos nuevos elementos, el cesio (1860) y el rubidio (1861).

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Ley de PouilletLa Ley de Pouillet establece que la cantidad de corriente eléctrica transportada a través de un conductor es proporcional al tiempo y a la intensidad de la propia corriente, bajo la relación:

Cuando la intensidad I viene expresada en amperios y el tiempo t en segundos, la cantidad de electricidad Q queda expresada en culombios. Si el tiempo está expresado en horas, la cantidad de electricidad aparece en amperios por hora, siendo un amperio por hora equivalente a 3600 culombios.

Claude Pouillet(Físico e político francês )

1790 – 1862

Físico e político francês nascido provavelmente nos arredores de Paris, criador da Lei de Pouillet para circuitos e que, independentementecom o britânico John F. W. Herschel, calcularam as primeiras medidas quantitativas do calor emitido pelo Sol (1837-1838), aproximadamente a metade do valor atual. O britânico James David Forbes obteriaum valor mais preciso pouco tempo depois (1842). Nãotemosevidências de suaformação científica, mas sabe-se que apareceu como acadêmicoquandofoi designado (1826) professorassistente da cadeira de Gay-Lussac. EscreveuÉléments de physiqueexpérimentale et de météorologie (1827), umtrabalho básico que foi republicado seis vezes (1829-1856) e tornou-se professor (1827) de físicas pedagógicas dos filhos de Louis-Philippe. Foinomeado sub-diretor do Conservatoire des Artes et Métiers (1829) e diretor (1832). Politicamente orleanista, com a queda do rei (1848) e a subida de Louis-Napoléon Bonaparte, o futuro Napoléon III), elegeu-se deputado emjunho, e Presidente da República emdezembro. Com a decisão do governofrancês (1849) de enviar umaforça-tarefa para Roma para apoiar o Papa Pio IX, que estavasendo desafiado por republicanos romanos, a oposiçãoiniciouumacampanha de inconstitucionalidade da decisão, o que incitouumainsurreição que entrou para a história como o Journée des semelles, literalmente o jocoso "o dia das solas", que culminoucomsuasaída do cenário político (1852).

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LEY DE GAUSS

Problemas de aplicaciones de la ley de Gauss en la electrostática 

Una de las leyes mas importantes, que forman  parte de las leyes de Maxwell, es la ley de Gauss.  Esta ley permite encontrar de manera fácil el campo eléctrico, de manera sumamente fácil para cuerpos cargados geométricamente de manera regular 

La ley de Gauss tiene una forma diferencial y una forma integral, en esta sección se hablará de la forma integral

Para la aplicación de la ley de Gauss se requiere de la consideración de una superficie imaginaria llamada “superficie Gaussiana”, la cual generalmente tiene la forma de la configuración del cuerpo cargado. Esta superficie tiene que encerrar al cuerpo completamente.

Ley de Gauss.

La carga total contenida en un cuerpo cargado es igual a la suma de flujo que atraviesan  la superficie Gaussiana su expresión matemática queda determinada por:

Por ejemplo, si queremos encontrar el campo eléctrico de una esfera cargada, de carga Q, tendremos que considerar una cuerpo imaginario que tenga la misma superficie que el cuerpo original, en este caso de una esfera de radio r, arbitrario.

 

Analizando la expresión:

vemos que:

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Page 16: TAREA EL CAMPO ELECTRICO

 

dondeQTes la carga total contenida dentro de la superficie Gaussiana, es decir, la de la esfera cargada. Por lo que tenemos la expresión

 

Vemos que es conveniente manejar el elemento diferencial de superficie en coordenadas esféricas. Tomemos el elemento de superficie:

con lo que :

 como el campo es radial, por lo que E puede salir de la integral:

 

recordemos que:

Entonces tendremos:

finalmente despejando el campo tendremos:

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Que corresponde a la forma de una carga puntual, precisamente por que tiene una forma esférica ambas

Por su puesto, en ambas situaciones intensidad del campo eléctrico el vector del campo eléctrico será descrito como 

 

realmente el proceso es muy simple lo único que se tiene que hacer es encontrar una superficie apropiada, inclusive en ocasiones no es necesario realizar las integrales, si

conocemos que la superficie de una esfera es igual a  podemos identificar que:

y directamente podemos despejar y obtener:

BIOGRAFIA

JOHANN CARL FRIEDRICH GAUSS

(Gauß) ▶?/i (30 de abril de 1777 – 23 de febrero de 1855, s. XIX), fue un matemático, astrónomo y físico alemán que contribuyó significativamente en muchos campos, incluida la teoría de números, el análisis matemático, la geometría diferencial, la geodesia, el magnetismo y la óptica. Considerado "el príncipe de las matemáticas" y "el matemático más grande desde la antigüedad", Gauss ha tenido una influencia notable en muchos campos de la matemática y de la ciencia, y es considerado uno de los matemáticos que más influencia ha tenido en la historia. Fue de los primeros en extender el concepto de divisibilidad a otros conjuntos.

Gauss fue un niño prodigio de quien existen muchas anécdotas acerca de su asombrosa precocidad siendo apenas un infante, e hizo sus primeros

grandes descubrimientos mientras era apenas un adolescente. Completó su magnum opus, DisquisitionesArithmeticae a los veintiún años (1798), aunque no sería publicado hasta 1801. Un trabajo que fue fundamental para que la teoría de los números se consolidara y ha moldeado esta área hasta los días presentes

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Generación de energía eléctrica

Generación masiva

La generación, en términos generales, consiste en transformar alguna clase de energía no eléctrica, sea esta química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

Centrales termoeléctricas

Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear.

En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad.

Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono

Centrales hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua fluye por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad, son:

La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo que puede mover las turbinas, además de las características de las turbinas y de los generadores.

La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que es función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.

Centrales eólicas

La energía eólica se obtiene del viento, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de

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aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.

Centrales fotovoltaicas

Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial entre sus extremos.

Generación a pequeña escala

Grupo electrógeno

Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. Normalmente se utiliza cuando hay déficit en la generación de energía de algún lugar, o cuando hay un corte en el suministro eléctrico y es necesario mantener la actividad.

Pila voltaica

Se denomina ordinariamente pila eléctrica a un dispositivo que genera energía eléctrica mediante un proceso químico transitorio, tras el cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante su funcionamiento. Se trata por ello de un generador primario..

Pilas de combustible

Una celda, célula o pila de combustible es un dispositivo electroquímico de generación de electricidad esta diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos. Esto permite producir electricidad a partir de una fuente externa de combustible y de oxígeno, en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía de una batería.

Generador termoeléctrico de radioisótopos

Un generador termoeléctrico de radioisótopos es un generador eléctrico simple que obtiene su energía de la liberada por la desintegración radiactiva de determinados elementos. En este dispositivo, el calor liberado por la desintegración de un material radiactivo se convierte en electricidad directamente gracias al uso de una serie de termopares, que convierten el calor en electricidad gracias al efecto Seebeck en la llamada unidad de calor de radioisótopos (o RHU en inglés).

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¿Cómo Funcionan las presas Hidroeléctricas?

Modalidad de generación

Turbina hidráulica y generador eléctrico.

El tipo de funcionamiento de una central hidroeléctrica puede variar a lo largo de su vida útil. Las centrales pueden operar en régimen de:

generación de energía de base; generación de energía en períodos de punta. Estas a su vez se pueden dividir en:

o centrales tradicionales;

o centrales reversibles o de bombeo.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región, o país, tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que se destacan:

tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas realizan en su producción; tipo de cocina doméstica que se utiliza más frecuentemente;

tipo de calentador de agua que se permite utilizar;

la estación del año;

la hora del día en que se considera la demanda.

La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda, así, a medida que aumenta la potencia demandada deberá incrementarse el caudal turbinado, o iniciar la generación con unidades adicionales, en la misma central, e incluso iniciando la generación en centrales reservadas para estos períodos.

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ORIGEN DE UNA TORMENTA ELÉCTRICA

El calor latente liberado en la condensación del vapor de agua, suministra gran cantidad de energía para la formación de las nubes convectivas productoras de chubascos y tormentas eléctricas. Estas nubes que se llaman cumulonimbus, son nubes precipitantes caracterizadas por un gran desarrollo vertical (figura 3 ) que a menudo superan los 10 km de altura y dentro de las cuales es frecuente encontrar fuertes corrientes de aire, turbulencia, regiones con temperaturas muy inferiores a la de congelación, cristales de hielo y granizo.

Mediante algún tipo de interacción, sobre la cual no existe aún opinión unánime, se produce un proceso de separación de cargas eléctricas, cuyo resultado, es una representación muy simplificada del problema, parece ser la acumulación de cargas positivas en la cima de la nube y de cargas negativas en la base de la misma, lo que hace que la nube se comporte como un dipolo eléctrico. Al establecerse una diferencia de potencial superior a los 105 voltios/metro entre dos nubes o entre una nube y la tierra se origina la tormenta eléctrica.ORIGEN DE UNA DESCARGA ELÉCTRICA EN LA ATMÓSFERA

Cuando es más grande la diferencia de potencial eléctrico entre la parte superior de la nube y la parte inferior; o entre una nube y la próxima o entre una nube y la superficie de la tierra; y ésta excede a la diferencia de potencial de ruptura, se produce una descarga eléctrica, que es el rayo.

Principio de funcionamientode un motor eléctrico

Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cuál establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

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