FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Electrostática.

Presentación del tema: "FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Electrostática."— Transcripción de la presentación:

1 FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Electrostática

2 Tema 1. Electrostática (8 horas) 1.1 Introducción 1.2 Ley de Coulomb. 1.3 Concepto de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. 1.4 Principio de superposición. Campo eléctrico creado por una distribución continua de carga. 1.6 Carácter conservativo del campo eléctrico. Potencial electrostático y energía potencial electrostática

3 1.7 Conductores en equilibrio electrostático. Distribución de carga. Campo y potencial. 1.8 Condensadores. Capacidad de un condensador. 1.9 Asociación de condensadores: serie y paralelo. 1.10 Energía electrostática de un condensador. 1.11 Dieléctricos. Polarización de los dieléctricos. 1.12 Teorema de Gauss generalizado. Tema 1. Electrostática (8 horas)

4 Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: - Boletín de problemas -Problemas de Física General, I. E. Irodov -Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel -Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: -Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

5 1.11 Dieléctricos. Polarización de los dieléctricos. Condensador: es un dispositivo que almacena energía eléctrica y carga eléctrica.

6 Cargamos con carga Q un condensador formado por dos placas paralelas con vacío entre ellas. Medimos la diferencia de potencial entre las placas y obtenemos un valor V 0. Colocamos un material no conductor entre las placas paralelas.

7 Dieléctrico: material no conductor. Un material dieléctrico entre las placas de un condensador: -Aumenta la capacitancia del condensador. -Actúa como barrera física para que no contacten las placas del condensador.

8 Calculemos la relación entre las dos capacitancias: constante dieléctrica

9 Carga inducida y polarización

10 manteniendo la carga en las placas del condensador

11 permitividad eléctrica

12 capacitancia de un condensador con dieléctrico

13 energía almacenada en un condensador con dieléctrico densidad de energía en el dieléctrico

14 ruptura de un dieléctrico Si aumentamos la diferencia de potencial a la que sometemos un condensador, existe un valor máximo nominal donde el dieléctrico permite el paso de cargas entre las placas del condensador. Ruptura de un dieléctrico en un bloque de Plexiglás. Ha quedado grabado el flujo de las cargas.

15 modelo molecular de la carga inducida (moléculas polares)

16 modelo molecular de la carga inducida (moléculas no polares)

17

18 introducimos dieléctrico se induce carga

19 1.11 Teorema de Gauss generalizado. Teorema de Gauss (el en vacío) El flujo del campo eléctrico total a través de una superficie cerrada es igual a la carga eléctrica total (neta) presente en el interior de la superficie, dividida entre ε 0.

20

21 Teorema de Gauss Generalizado El flujo del vector, resultado de multiplicar la constante dieléctrica y el campo eléctrico, a través de una superficie cerrada es igual a la carga eléctrica total libre presente en el interior de la superficie, dividida entre ε 0.

22 FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software Prof. Norge Cruz Hernández Tema 1. Electrostática (Problemas)

23 Tema 1. Electrostática (8 horas) 1.1 Introducción 1.2 Ley de Coulomb. 1.3 Concepto de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. 1.4 Principio de superposición. Campo eléctrico creado por una distribución continua de carga. 1.6 Carácter conservativo del campo eléctrico. Potencial electrostático y energía potencial electrostática

24 1.7 Conductores en equilibrio electrostático. Distribución de carga. Campo y potencial. 1.8 Condensadores. Capacidad de un condensador. 1.9 Asociación de condensadores: serie y paralelo. 1.10 Energía electrostática de un condensador. 1.11 Dieléctricos. Polarización de los dieléctricos. 1.12 Teorema de Gauss generalizado. Tema 1. Electrostática (8 horas)

25 Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: - Boletín de problemas -Problemas de Física General, I. E. Irodov -Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel -Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: -Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

26 Problemas del boletín F.F.I. Tema 1 (bol1.pdf) Problemas 1 - 3 Campo electrostático de cargas puntuales