Propiedades eléctricas de la materia

Presentación del tema: "Propiedades eléctricas de la materia"— Transcripción de la presentación:

1 Propiedades eléctricas de la materia
Clase 5 Propiedades eléctricas de la materia Propiedades magnéticas de la materia Transitorios RC y RL

2 Constante dieléctrica
Vacío, fuerza F material, fuerza F´< F F´= F/

3 ferroeléctrico

4 Capacidad y capacitores
+Q E -Q V C = Q / V

5 Capacitor de caras paralelas
E = Q/A0 +Q E -Q A V = E x l C = Q / V C = 0 A / l l V

6 Faradio = Culombio / Voltio
Capacidad La unidad SI de capacidad es el faradio Faradio = Culombio / Voltio 1 F = 10–6 F, 1 nF = 10–9 F 1 pF = 10–12 F

7 Capacitor lleno con una sustancia de constante dieléctrica 
La capacidad aumenta en un factor  Para un capacitor plano C =  0 A / l =  A / l

8 Capacitor aislado V=lE=V0 E0 V0=lE0 E<E0 Vacío, dieléctrico aire -
+ E0 V0=lE0 - + E<E0 + + + + + Vacío, aire dieléctrico

9 Capacitor a tensión constante
Q=Q0 - - - - - - - - + E0 - + E0 + + + + + + + Vacío, aire dieléctrico

10 E = (libre-polarización)/0
Carga de polarización + - -+ -+ E -+ -+ libre polarización E = (libre-polarización)/0

11 Propiedades magnéticas de la materia

12 Autoinductancia L = N / I
La corriente I establece un campo magnético que genera un flujo  en cada espira de la bobina. L = N / I

13 Inductor lleno de una sustancia con susceptibilidad magnética 
La inductancia cambia en un factor (1 + ) L = (1 + ) L0

14 permeabilidad magnética 
 = (1 + ) 0 Paramagnética, >0,  > 0 Diamagnética, <0,  < 0 0 = 4 x 10-7 N/A2

15 Diferentes substancias
B<B0 B>B0 Vacio aire Diamag-nética Paramag-nética

16 Ferromagnetismo e imanes permanentes
Algunos materiales (ferromagnéticos) tienen una  muy grande y que depende de la historia Pueden mantener campo magnético en ausencia de corrientes

17 ferromagnetismo B0 B>>B0 Vacio aire hierro

18 ferromagnetismo B0 B0 Polo norte Polo sur Magneti-zación imán

19 Transitorios

20 Carga de un capacitor

21 Carga de un capacitor Malla 0 =  - iR - Vcap 0 =  -(dq/dt)R - q/C

22 Carga de un capacitor 0 =  - q/C -(dq/dt)R RC(dq)/ (C – q) = dt Cambio de variable: u = C – q du = – dq RC(-du)/u = dt

23 C – q = exp[-(t + constante)/RC]
Carga de un capacitor. RC(-du)/u = dt -RCln(u) = t + constante u = exp[-(t + constante)/RC] C – q = exp[-(t + constante)/RC] Condición inicial permite calcular la constante Q(t=0) = C = exp[-(constante)/RC]

24 C – q = C exp(-t /RC) Carga de un capacitor.
q(t) = C [1-exp(-t /RC)] q(t) Q = C .63 Q t==RC t

25 Energía almacenada en un capacitor cargado
dW = Vdq dW = (q/C)dq V W(0 Q) = dW dq U almacenada = W realizado = Q2/2C

26 Energía almacenada en el campo eléctrico
+Q U = Q2/2C =V2C/2=VQ/2 E V = E l C = 0 A / l -Q U = E2l2 (0 A / l) /2 área A separación l V = lA Uelect./Vol = 0 E2/2

27 fem inducida en un inductor
L = N / I Flujo = L I  = - L (dI/dt) Cuando cambia la corriente se genera una fem en el inductor

28 Conexión de un inductor
0 =  - ir a 0 = -L(di/dt) + - iR a i = A[1-exp(-t/)] A= /R;  = L/R

29 Energía almacenada en un inductor
P=dW/dt = iV = iL(di/dt) dW = iLdi V dq W(0 I) = dW U almacenada = W realizado = LI2/2

30 Energía almacenada en un campo magnético U = LI2/2 solenoide L = 0N2Al Umag./Vol = B2/20 B = 0NI