Fundamentos básicos de electricidad La electricidad.- es una propiedad física que se manifiesta por la atracción o repulsión entre partículas cargadas eléctricamente. Esta propiedad se origina en la existencia de electrones (con carga negativa) o protones (con carga positiva).
03/10/2013
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La electricidad es una de las formas de energía que se manifiesta de dos maneras: • Estática • y en forma de flujo de corriente ELECTROSTATICA Estudio del comportamiento de las cargas eléctricas en reposo. A las partículas eléctricas positivas se las denomina protones y a las partículas negativas electrones. 03/10/2013
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Esto da lugar a la Ley Cualitativa de la Electrostática: • Cargas de igual signo se repelen • Cargas de distinto signo se atraen • Y cuando sus cargas positivas y negativas se igualan, el cuerpo está en estado neutro.
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LEY DE COULOMB La fuerza eléctrica con la que se atraen dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa: Fe = K q1q2/d2 Fe: Fuerza de atracción eléctrica K: Constante de proporcionalidad de Coulomb q1q2: Cargas eléctricas puntuales d: Distancia de separación
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UNIDADES SI Fe: Newton K: 9*10
9 N*m²/C²
q q : Coulombios 1 2 d: metros
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La electricidad puede producirse de forma natural. Los rayos que aparecen durante las tormentas son descargas eléctricas que se originan por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre. Otro fenómeno de electricidad natural se produce en los procesos biológicos que permiten funcionar al sistema nervioso 03/10/2013
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Cuando dos materiales se ponen en íntimo contacto algunos de sus electrones que están unidos muy débilmente se transfieren de un material a otro. La electricidad es el flujo de: a) Electrones, b) Electrones e iones. c) Iones 03/10/2013
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Un cuerpo está electrizado cuando su estructura tiene un exceso o déficit de electrones o de iones. El átomo está formado por partículas electrizadas, pero en su conjunto es eléctricamente neutro. 03/10/2013
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La energía eléctrica puede expresarse en términos de carga o de masa. CARGA Es la cantidad de electricidad que tiene un cuerpo. Se mide en Coulombios.
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Coulombio: Cantidad de electricidad para que dos cuerpos de igual masa, separados a un metro de distancia, y en el vacío se atraigan o se rechacen con una fuerza de F = 9 x 109 newton Carga del electrón: 1.6020 x 10-19 Coulombios 03/10/2013
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CAPACITOR: Cualquier dispositivo que almacena carga eléctrica. La membrana celular es un capacitor CAMPO ELÉCTRICO: Espacio alrededor de una carga eléctrica en el que se manifiestan los fenómenos eléctricos. La intensidad del campo eléctrico en un punto. depende: • de la carga • distancia entre el punto y esa carga • y del medio en que se ubica el campo eléctrico. 03/10/2013
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E = K q / d2
•
E: Intensidad del campo eléctrico
•
K: Constante de proporcionalidad de Coulomb
•
q: Carga eléctrica puntual que genera el campo eléctrico
•
d: Distancia de acción del campo
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POTENCIAL ELÉCTRICO: Es el trabajo realizado por una partícula electrizada al desplazarse en un campo eléctrico. Es la energía potencial por unidad de carga eléctrica. V = Trabajo(energía) /carga Reemplazando: V = Fe*d/ q V = Kq1q2/d2*d/q V = Kq/d 03/10/2013
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V: Diferencia de potencial eléctrico K: Constante de proporcionalidad de Coulomb q: Carga eléctrica sobre la que se realiza trabajo d: Distancia UNIDADES SI V= julio/coulombio = voltio K= 9 x 109 newton*m2/C q= Coulombio d= Distancia
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Ejemplo: Que energía adquiere un electrón, al desplazarse entre dos puntos entre los cuales existe una diferencia de potencial de 1 voltio, sabiendo que la carga del electrón es de 1.6 * 10-19 C V =Energía/q Energía = V*q Energía= 1voltio* 1.6 * 10-19 C Energía= 1.6 * 10-19 julio 03/10/2013
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Es la energía cuando el electrón es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio se denomina electronvoltio (eV), unidad utilizada en física atómica
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El potencial es positivo si la carga es positiva y negativo en caso contrario. Ejemplo:
ProtĂłn + ; potencial + ElectrĂłn - ; Potencial La diferencia de potencial entre dos puntos es la hay entre los potenciales de esos puntos. 03/10/2013
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Una carga eléctrica fluye desde el mayor hacia el menor potencial. El flujo es proporcional a la diferencia de potencial entre los puntos extremos. DESCARGA: Si ese flujo no es controlado. Se produce violentamente y en un lapso muy corto.
CORRIENTE ELÉCTRICA: El flujo es ordenado y generalmente a través de un conductor. 03/10/2013
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Los conductores permiten el paso de su corriente a través de su masa Los aislantes no lo permiten Clases de conductores: 1ª, 2ª y 3ª clase
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Los conductores de primera clase conducen electrones (son los metales). Los de segunda conducen iones y electrones (soluciones electrolíticas, medio biológico, citoplasma que, además presenta una gran resistencia al flujo de corriente) Los de tercera clase conducen iones ( gases raros de la atmósfera) 03/10/2013
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INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA: Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en unidad de tiempo. Ecuación: I= q/t I= intensidad de corriente eléctrica Q= carga eléctrica de electrones T= tiempo Unidades: SI I= Coulombio/segundo (amperio) Q= coulombio t= segundo 03/10/2013
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RESISTENCIA: Oposición al flujo de cargas que presenta un conductor. UNIDAD: OHMIO () CONDUCTACIA O CONDUCTIBILIDAD: Facilidad con que se mueven las cargas a través de un conductor. UNIDAD: MHO o SIEMENS 03/10/2013
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