Semana 1 Potencial eléctrico Cargas eléctricas, campo eléctrico, potencial eléctrico, diferencia de potencial y conservación de la energía

Agenda de la sesión Presentación del curso y sistema de evaluación. Campo y potencial eléctrico Resolución de ejercicios conceptuales y de cálculo Diferencia de potencial, trabajo eléctrico y conservación de la energía. Trabajo online Conclusiones 01/04/2017 Anthony Macedo

Logro Al término de la sesión, el alumno determinará magnitudes físicas de partículas con carga eléctrica en movimiento que se mueven en zonas con diferencia de potencial eléctrico usando el principio de conservación de la energía. 01/04/2017 Anthony Macedo

Cargas eléctricas Las cargas eléctricas son de dos tipos: positivas y negativas. La estructura de los átomos se compone de tres cargas fundamentales: Donde e es la carga fundamental y su valor es: e = 1,60  10– 19 C. Unidad SI de carga eléctrica: coulomb (C). Un átomo, inicialmente neutro, que pierde electrones quedará cargado positivamente. Un átomo inicialmente neutro, que gana electrones quedará cargado negativamente. Neutrón Protón Electrón cero 1,67  1027 kg + e  e 9,11  1031 kg Carga Masa 01/04/2017 Anthony Macedo

Campo eléctrico, E El campo eléctrico es generado por las cargas eléctricas en el espacio que las rodea. El campo eléctrico (E) es una propiedad del espacio por la cual una partícula con carga eléctrica q0 sufre los efectos de una fuerza eléctrica F: Características: La unidad SI de campo eléctrico es: N/C o V/m. El campo eléctrico sale de cargas positivas y se dirige hacia cargas negativas. Las cargas positivas se mueven en dirección del campo eléctrico. Las cargas negativas se mueven en dirección contraria al campo eléctrico. E Medio conductor F F 01/04/2017 A. Macedo 5

Potencial eléctrico, V r1 q1 r1 q1 r3 r2 q2 q3 El potencial eléctrico es generado por las cargas eléctricas en el espacio que las rodea. El potencial eléctrico V en un punto determinado, es la energía potencial eléctrica U asociada a una carga q0 situada en ese punto: Unidad SI de potencial: volt (V). 1 V = 1 J/C El potencial generado por una carga puntual q1 a una distancia r1 es: Donde ke = 8,99×109 N∙m2/C2 Debe considerar el signo de la carga. El potencial debido a varias cargas puntuales es: r1 q1 P Medio conductor VA VB VA > VB r1 r2 q3 q1 q2 r3 01/04/2017 Anthony Macedo 6 6

Diferencia de potencial y conservación de la energía El trabajo hecho por la fuerza eléctrica para llevar una carga q0 desde a hasta b es: Donde V = Va  Vb es la diferencia de potencial (voltaje). Va o Vb no son generados por q0. Para campos eléctricos uniformes: Observe que: 1 N/C = 1 V/m Si el movimiento de la partícula con carga q se debe solo una fuerza eléctrica, se cumple principio de conservación de la energía: a b q0 F a b q0 01/04/2017 Anthony Macedo 7

Muchas gracias 01/04/2017 Anthony Macedo