Julián Useche Cadena – COD. G09N37julian Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá Departamento de Física – Fundamentos de Electricidad y Magnetismo Abril de 2012 Bogotá D.C.

El aire esta compuesto principalmente por Nitrógeno(78.08%) y Oxígeno (21%), los Porcentajes están dados en fracción volumétrica. Sabemos que el número de Avogadro nos dice el numero de partículas existentes en un mol: (30)×10 23 partículas

Un coulomb (C) es la unidad derivada del sistema internacional para la medida de la magnitud física cantidad de electricidad (Carga eléctrica). Se define como la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad de corriente eléctrica. 1 C = 1 A * s

La carga de un electrón 1–e= -1.6 x C Entonces un Coulomb tiene: 1C= 1-e *(10) 19 / -1.6 C =-6.25x10 18 –e Conocemos la masa de un electrón 1 –e= 9.1x kg Entonces la masa de 1C (-6.25x10 18 –e ) es: 6.25x e kg * (9.1x kg/1-e)= 5.7x kg

Conocemos la carga de un protón 1–e= 1.6 x C Entonces un Coulomb tiene: 1C= 1p *(10) 19 / 1.6 C = 6.25x10 18 p Conocemos la masa de un protón 1p= 1.67x kg Entonces la masa de 1C (6.25x10 18 p) es: 6.25x10 18 p * (1.67x kg /1p) = 1.043x10 -8 kg

El electrón y el Protón de un átomo de Hidrógeno están separados ( en promedio) por una distancia de aprox. 5.3x10 -11m. Con base en la Ley de Coulomb se encuentra que el campo eléctrico producido por la distancia entre un electrón y el único protón existente en el átomo de hidrógeno es:

De acuerdo a la ley de Coulomb sabemos que la fuerza eléctrica está definida así: Con el campo eléctrico producido por la distancia entre un electrón y el único protón existente en el átomo de hidrógeno (hallado en el punto anterior), por ley de Coulomb hallamos la fuerza eléctrica:

Utilizando la ley de la gravitación de Newton determinamos la magnitud de la fuerza gravitacional con que es atraído un electrón por un protón en un átomo de H: La razón F e /F g ~ 2.3 x Así que la fuerza entre partículas con carga, es despreciable comparada con la fuerza eléctrica

La unidad del campo eléctrico en el Sistema internacional es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o en unidades básicas, Kg·m·s −3 ·A −1

Dispositivo capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como capaz de almacenar la energía eléctrica que recibe durante la carga, a la vez que la cede de igual forma durante la descarga.

Campo creado por una placa plana indefinida, cargada con una densidad de carga s, aplicando la ley de Gauss: 1. A partir de la simetría de la distribución de carga se determina la dirección del campo eléctrico. La dirección del campo es perpendicular a la placa cargada, hacia afuera si la carga es positiva y hacia la placa si la carga es negativa. 2. Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de base S, cuya generatriz es perpendicular a la placa cargada. El flujo tiene dos contribuciones

Flujo a través de las bases del cilindro: el campo y el vector superficie son paralelos. E·S 1 +E·S 2 =2EScos0º=2ES Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es perpendicular al vector superficie dS, el flujo es cero. El flujo total es por tanto; 2ES 3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerrada La carga (en la figura de color rojo) en el interior de la superficie cerrada vale q=σS, donde σ es la carga por unidad de superficie 4. Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico Esta fórmula la podemos considerar válida para distancias próximas a una placa en comparación con sus dimensiones.

Uno de los modelos de electrómetro consiste en un recipiente de vidrio en la cual se introduce, debidamente aislada por un tapón aislante, una varilla que soporta una lámina de oro muy fina o de aluminio, apoyada en este caso de tal manera que pueda girar libremente sobre una escala graduada. Al establecer una diferencia de potencial entre el vidrio y la varilla con la lámina de oro (o de aluminio), ésta es atraída por la pared del recipiente. La intensidad de la desviación puede servir para medir la diferencia de potencial entre ambas. Si se puede realizar un electrómetro con un costo bajo si hablamos de una lámina de aluminio e implementos caseros

Serway. Raymond. A; Beichner. Robert J. Física para ciencias e ingeniería. Quinta edición. Mc Graw Hill ctrico/plano/plano.htm