MÓDULO: FÍSICA ELÉCTRICA Especialista en Física Yair Hernández Romero.

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1 MÓDULO: FÍSICA ELÉCTRICA Especialista en Física Yair Hernández Romero

2 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN Para Reflexionar… Para reflexionar…

3 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN LO QUE VEREMOS… Presentación del módulo: Identificación, descripción, unidades de competencias asociadas, contenidos conceptuales, contenidos procedimentales, contenidos actitudinales, metodología, evaluación, bibliografía. Algunos contenidos conceptuales.

4 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN PRESENTACIÓN DEL MÓDULO

5 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN IDENTIFICACION

6 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN

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10 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN

11 WWW.ITSA.EDU.CO VIGILADA MINEDUCACIÓN PRIMERA SEMANA

12 12 Carga Eléctrica La carga eléctrica es una magnitud física característica de los fenómenos eléctricos. La carga eléctrica es una propiedad de los cuerpos. Tipos Carga negativa Carga Positiva Electrones Protones

13 13 Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen. Propiedades

14 14 Ley de conservación de la carga En todos los fenómenos eléctricos que se originan en el interior de un sistema aislado, vale la ley de conservación de cargas, según la cual la suma de las cargas eléctricas positivas menos la de las cargas negativas se mantiene constante.

15 15 En 1909 Robert Millikan (1868-1953) descubrió que las cargas eléctricas siempre se presentan como un entero múltiplo de una cantidad básica de carga e. En términos actuales se dice que la carga eléctrica q está cuantizada, y q es el símbolo de la variable para la carga; en otras palabras, la carga eléctrica existe en forma de “paquetes” discretos y se escribe q=+-Ne, donde N es algún número entero. Otros experimentos del mismo periodo demostraron que el electrón tiene una carga e y el protón una carga de igual magnitud, pero de signo contrario, e. Algunas partículas, como el neutrón, no poseen carga.

16 16 EJERCICIO No.1 Se colocan tres objetos, muy cerca uno del otro, dos al mismo tiempo. Cuando se juntan los objetos A y B, se repelen. Cuando se acercan los objetos B y C, se repelen. De los siguientes enunciados, ¿cuál es el verdadero? a) Los objetos A y C tienen cargas del mismo signo. b) Los objetos A y C poseen cargas de signos opuestos. c)Los tres objetos tienen cargas del mismo signo. d) Uno de los objetos es neutro. e) Es necesario llevar a cabo experimentos adicionales para determinar los signos de las cargas.

17 MSc. Jorge Fajardo Molinares17 La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb (C), en honor a Charles Coulomb, y que corresponde a lo siguiente: 1 Coulomb = 6,25x10 18 electrones. Por lo que la carga del electrón es de 1,6x10 -19 C. Para lograr que un cuerpo quede cargado eléctricamente requerimos que haya en él un exceso de uno de los dos tipos de carga (+ o – ), lo cual podemos lograr haciendo uso de diferentes procesos, como el frotamiento (ya visto en el ejemplo del peine), el contacto y la inducción.

18 MSc. Jorge Fajardo Molinares18 ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO Requiere "contacto" físico para que ocurra transferencia de electrones además de la existencia de un cuerpo previamente cargado. No es muy eficiente, ya que por sucesivos toques al final la carga se va "terminando". Tiene como característica fundamental que el cuerpo adquiere el mismo signo del cuerpo que está inicialmente cargado.

19 MSc. Jorge Fajardo Molinares19 OBJETOS DE CARGA MEDIANTE INDUCCIÓN CONDUCTORESAISLANTES Electrones libres Electrones unidos a átomos SEMICONDUCTORES Silicio y germanio

20 MSc. Jorge Fajardo Molinares20 ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado (en la figura de abajo el tubo con carga negativa) a un cuerpo neutro (la esfera colgante), se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste.

21 MSc. Jorge Fajardo Molinares21 En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente. Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.

22 MSc. Jorge Fajardo Molinares22 EJERCICIO No.2 Se colocan tres objetos, muy cerca uno del otro dos al mismo tiempo. Cuando se juntan los objetos A y B, se atraen. Cuando se acercan los objetos B y C, se repelen. ¿Cuál de las siguientes opciones es necesariamente una verdad?: a)Los objetos A y C tienen cargas del mismo signo. b)Los objetos A y C tienen cargas de signo opuesto. c) Los tres objetos tienen cargas del mismo signo. d) Uno de los objetos es neutro. e) Es necesario llevar a cabo experimentos adicionales para determinar las cargas de los objetos.