miércoles, 20 de junio de 2012

BLOQUE 3


  • INTRODUCCIÓN.
La electricidad se origina por las cargas eléctricas, las cuales se pueden encontrar en reposo o en movimiento. La electrostática es la rama de la física que estudia el comportamiento de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en un cuerpo y los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo. La electrodinámica es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento. 
  • ELECTRICIDAD: ELECTROSTÁTICA Y ELECTRODINÁMICA.


La electricidad se encuentra en todas las actividades de la vida cotidiana de cualquier persona.                                                                                                                                                                    La corriente eléctrica que proporcionan los contactos eléctricos o las baterías se emplean para hacer funcionar un sinnúmero de aparatos.                                                                                            La electricidad es una forma de energía, esta puede transformarse de diferentes maneras, como lo es: iluminación, comunicación, imágenes en movimiento, sonido, información y datos y en calor. La electricidad se origina por las cargas eléctricas, las cuales se pueden encontrar en reposo o en movimiento.
La electrostática es la rama de la física que estudia el comportamiento de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en un cuerpo y los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo.la electrodinámica es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento.








  • ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ELECTRICIDAD.
Se dice que fue el filósofo griego Tales de Mileto el primero en estudiar los fenómenos eléctricos. Aproximadamente en el año 600 a.C. Tales observo que al frotar una barra de ámbar con un trozo de lana o cuero, aquella era capaz de atraer pequeños objetos, como hojas o paja. Los griegos observaron que ciertas piedras que contenían magnetita eran capaces de atraerse entre sí y a pequeños objetos de hierro. Hasta el siglo XVII cuando William Gilbert estableció la diferencia entre materiales conductores y aislantes, a partir de la atracción que tenían con los imanes.
En el siglo XVIII se establecen las bases de la electroestática: Watson introduce el concepto de corriente eléctrica; Benjamín Franklin inventó el pararrayos; Coulomb estableció una expresión matemática que relaciona la fuerza que existe entre dos cargas eléctricas.






  • CARGA ELÉCTRICA E INTERACCIÓN ENTRE CARGAS.
La carga eléctrica, al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia.
La carga eléctrica se puede transferir de un cuerpo a otro; por lo general un cuerpo con exceso de carga positiva cede electrones a otro, cargándolo negativamente.




  • MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES.
La corriente eléctrica puede fluir a través de un cuerpo, sin embargo, todos los materiales tiene diferentes capacidades para permitir este flujo de corrientes es decir, conductividad de aquí se hable de conductores y aislantes.un material conductor permite el flujo de corriente a través de el, es decir la carga introducida fluye libremente y se distribuye.

  • LEY DE COULOMB.
El físico francés Charles A. Coulomb (1736-1806) realizo una serie de experimentos utilizando una balanza de torsión, con la que percibió que entre 2 cuerpos cargados eléctricamente se ejercía una fuerza, misma que podía ser de atracción o de repulsión (dependiendo del signo de las cargas) y que estaba en relación con la distancia a la que se encontraban dichos cuerpos.

Coulomb enuncio la siguiente ley: la fuerza que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente, es directamente proporcional al producto de su carga eléctrica, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. 

  • CAMPO ELÉCTRICO.
En el caso de la carga eléctrica es posible describir su influencia sobre otras definiendo el campo eléctrico como la fuerza eléctrica por unidad de carga (positiva). El campo eléctrico € que existe en un punto es la fuerza electroestática experimentada por una carga eléctrica colocada en ese punto y dividida entre la misma.
El campo puedo presentarse por las llamadas líneas de campo eléctrico, o línea de fuerza, las cuales fueron propuestas originalmente por el físico ingles Michael Faraday (1791-1867).En general las lineas de campo eléctrico siempre están dirigidas hacia afuera de las cargas positivas y hacia adentro de las negativas.Las lineas de campo eléctrico no siempre son rectas.



  • POTENCIAL ELÉCTRICO.
Al trasladar una carga entre dos puntos A y B de un campo eléctrico, en sentido contrario a la línea de fuerza y a velocidad constante, esta realizara un trabajo para contrarrestar la fuerza que recibe. Este trabajo depende de la magnitud de la carga y es igual a la diferencia de energía potencial que existe entre ambos puntos.

  • CORRIENTE ELÉCTRICA.
 La corriente eléctrica se mide Coulomb/ segundo, unidad que se le denomina Ampere (A). Cuando la corriente eléctrica pasa a través del conductor se producen algunos efectos, por ejemplo: la temperatura del conductor aumenta y se genera campo magnético alrededor de él.

  •  RESISTENCIA ELÉCTRICA Y LEY DE OHM.
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.



La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la caída de tensión y la corriente en dicha resistencia, así:
donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica.
La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y Res la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.
  • CIRCUITOS ELÉCTRICOS RESISTIVOS EN SERIE, PARALELO Y MIXTO.
Los circuitos eléctricos son representaciones graficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.
-Circuito en serie:
 Los circuitos eléctricos son representaciones gráficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.
 -Circuito paralelo:


En voltaje en un circuito eléctrico en paralelo es el mismo en todos sus elementos. La corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que lo componen. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico en paralelo es igual al inverso de la suma algebraica de los inversos de la resistencia que lo integran y su valor siempre será menor que cualquiera de la resistencia existentes en el circuito.
-Circuito mixto:

La intensidad total de la corriente es un circuito mixto depende de la resistencia total ofrecida por el circuito cuando se le conecta a una fuente de voltaje.



  • POTENCIA ELÉCTRICA Y EL EFECTO JOULE.
Se conoce como efecto Joule al fenómeno por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El nombre es en honor a su descubridor, el físico británico James Prescott Joule.
El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.
  • INSTRUMENTOS ELÉCTRICOS DE MEDICIÓN.
El voltaje y la corriente eléctrica pueden ser medidos con instrumentos denominados voltímetros y amperímetros, respectivamente. Se pueden encontrar tanto digitales como análogos, en los cuales el dispositivo principal de su funcionamiento es el galvanómetro.
El amperímetro es un dispositivo para medir la corriente eléctrica y debe conectarse en el circuito de manera tal que la corriente pase directamente a través de él (serie). El voltímetro es un instrumento que mide el voltaje entre dos puntos A y B, en un circuito, y debe conectarse entre estos puntos (paralelo).
 Un amperímetro ideal debe tener una resistencia muy pequeña debido a que se conecta es serie con el circuito y es necesario que no afecte el valor de la medición. Un voltímetro debe tener una resistencia muy alta para que no se produzca un aumento de corriente y modifique el valor del voltaje.











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