OPERACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS CONALEP MORELIA II OPERACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD Febrero de 2012

BOSQUEJO HISTÓRICO DE LA ELECTROSTÁTICA Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos BOSQUEJO HISTÓRICO DE LA ELECTROSTÁTICA Los inicios del estudio de la electrostática se remonta a la antigua Grecia cuando el filósofo griego Thales de Mileto observó que el ámbar al ser frotado con una piel de animal adquiría la propiedad de atraer objetos pequeños, como hojas secas y plumas. Los griegos llamaron electrón al ámbar. La palabra electricidad proviene del vocablo griego elektrón que significa ámbar (resina fósil de color amarillo, producido por árboles en tiempos remotos).

ELECTRICIDAD: Flujo de electrones a través de un conductor. Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos Algunos científicos que han contribuido al estudio de la electricidad fueron: William Gilbert (materiales eléctricos y no eléctricos); Charles Du Fay (atracción de objetos cargados y repulsión de objetos no cargados); Benjamín Franklin (Exceso + y deficiencia - de cargas) y Charles Coulomb (balanza de torsión). Toda la materia se compone de átomos y éstos de partículas elementales: protón (p+), neutrón(n) y electrón (e-). Los protones y los electrones tienen una propiedad llamada carga eléctrica. La masa del protón es casi dos mil veces más grande que la del electrón, pero la magnitud de sus cargas eléctricas es exactamente igual. ELECTRICIDAD: Flujo de electrones a través de un conductor. La electricidad se divide en: a) Electrostática (cargas en reposo). b) Electrocinética (cargas en movimiento).

1 C = 6.24x1018 electrones me- = 9.11x10-31 Kg Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos UNIDADES DE CARGA ELÉCTRICA: La unidad elemental para medir la carga eléctrica podría ser el electrón, pero como es una unidad demasiado pequeña, el Sistema Internacional adoptó el Coulomb. 1 C = 6.24x1018 electrones me- = 9.11x10-31 Kg 1 electrón = -1.6x10-19 C mp+ = 1.67x10-27 Kg LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA CARGA: “La carga eléctrica total del Universo es de una magnitud constante, no se crea ni se destruye, solo cambia de lugar”. No es posible crear ni destruir cargas aisladas. ELECTROSCOPIO: Es un aparato que permite detectar la presencia de carga eléctrica en un cuerpo. LEY DE LAS CARGAS: “Cargas de signos iguales se repelen, cargas de signos diferentes se atraen”

MÉTODOS PARA INDUCIR CARGAS ELÉCTRICAS Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos MÉTODOS PARA INDUCIR CARGAS ELÉCTRICAS Se puede cargar electrostáticamente un cuerpo por tres métodos: Fricción: Se lleva a cabo por medio del rozamiento entre dos cuerpos, generando cargas diferentes. Conducción: Se lleva a cabo entre dos cuerpos (uno ya cargado), que transfiere sus cargas al otro cuerpo puesto en contacto. Cada vez que el cuerpo cargado toca a otro, pasa la mitad de sus cargas. Inducción: Se lleva a cabo entre dos cuerpos, uno cargado y otro neutro, que sólo se acercan pero no se tocan. Al acercarse provocan la separación de cargas en el cuerpo neutro debido a la ley de las cargas (polarización). Si en ese momento se separan, las cargas del cuerpo neutro se reacomodan. Si estando la polarización presente se toca al cuerpo polarizado, algunas de sus cargas se “van” a tierra, quedando cargado el objeto.

SECUENCIA TRIBOELÉCTRICA Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos SECUENCIA TRIBOELÉCTRICA (El material de más arriba quedará mas positivo) Asbesto Piel de conejo Vidrio Mica Lana Cuarzo Piel de gato Grafito Seda Piel humana, Aluminio Algodón Madera Ámbar Cobre, Latón Caucho Azufre Celuloide

Clasificación de los materiales por sus características eléctricas: Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos Clasificación de los materiales por sus características eléctricas: Aislantes. Difícilmente conducen cargas eléctricas a través de ellos. También se llaman dieléctricos. Conductores. Conducen con relativa facilidad las cargas eléctricas, aunque con una pequeña oposición. Semiconductores. Tienen una capacidad intermedia para conducir cargas eléctricas. Esta doble capacidad muchas veces puede decidirla el usuario, dependiendo de la forma como se conecte el elemento o dispositivo. Superconductores. Conducen las cargas eléctricas sin ninguna oposición en absoluto, sin pérdida de energía. Su inconveniente es que deben trabajarse a muy bajas temperaturas, mientras más cercanas al cero absoluto, mejor. (0 °K = -273 °C)

Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos JAULA DE FARADAY: El físico inglés Michael Faraday demostró que en un cuerpo electrizado las cargas siempre se acumulan en su superficie. Por tanto, en un conductor hueco las cargas únicamente se distribuyen en la superficie exterior. LEY DE COULOMB: La Fuerza entre cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. CAMPO ELÉCTRICO: Espacio alrededor de un cuerpo cargado, donde se concibe y manifiesta la fuerza eléctrica.