COLEGIO DISTRITAL MARIA INMACULADA

1. COLEGIO DISTRITAL MARIA INMACULADA ASIGNATURA: FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO AURA SANDOVAL

2. Especialista: Pedro Ripoll

3. Electricidad Introducción

4. Nube de electrones (-) Núcleo (+) El Modelo Atómico

5. Fenómeno de la Naturaleza. • Conocido desde la antigüedad (Griegos: el elektron) • La materia, bajo ciertas condiciones, adquiere propiedades especiales: Atracciones y Repulsiones. • Estudio Científico (B. Franklin) • Propiedad general de la materia. ¿Qué es la electricidad?

6. CARGA ELÉCTRICA: • carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones • (es un concepto equivalente al de partícula) • Las designaremos con las letras “q” o “Q” • Pueden ser positivas o negativas. Carga eléctrica (q, Q)

7. BENJAMÍN FRANKLIN

8. LEY FUNDAMENTAL DE LAS CARGAS Repulsiones y atracciones

9. Cuerpos Neutros Frotación Electrización de un cuerpo Cuerpos Electrizados

10. Electrización por rozamiento VIDRIO SEDA Cuerpos Neutros Frotación Cuerpos Electrizados VIDRIO SEDA

11. + + + + + + + + + + + + A B Contacto y separación Cuerpos Conductores: A, electrizado y B Neutro. + + + + + + + + + + + + Electrización por contacto. A B Parte de las cargas que posee inicialmente A, pasan al cuerpo B durante el contacto.

12. 1º Escena. Hay un cuerpo conductor neutro. 2º Escena. Se aproxima por la izquierda un cuerpo electrizado (inductor).El cuerpo se polariza 3º Escena. Se conecta y desconecta a Tierra el cuerpo (por la derecha) Electrifican por Inducción. 4º Escena. Se retira el cuerpo inductor. El cuerpo inicial queda electrizado.

13. Cuerpo al cual se le colocan cargas en la zona que se indica + + + + + + + + Posibles comporta-miento + + + + + + + + Conductores y Aisladores Las cargas permanecen en el lugar en que se las coloco Las cargas se distribuyen en la periferia de todo el cuerpo. AISLADOR CONDUCTOR Nombre:

14. Conductores y Aisladores(Conceptos Relativos) + H2O

15. + Conductores y Aisladores(Conceptos Relativos) NaCl H2O

16. De la cantidad de carga “q” • De la distancia “r” entre ellas • Del medio en que se encuentran inmersas. • Fue el Físico Charles Agustín Coulomb, basado en los trabajos de Newton, quien aclarara los puntos anteriores. ¿De qué factores depende la fuerza entre dos cuerpos electrizados?

17. qAqB Fe = Ke r2 • Considerando lo que tenemos: 1 FeαK1qAqB Fe αK2 r2 Se puede resumir en una sola expresión: La cual es conocida como ley de Coulomb. La Ley de Coulomb Ke es una constante (constante eléctrica) cuyo valor depende del medio en que se encuentren las cargas qA y qB

18. El concepto de Campo es de una gran importancia en Ciencias y, particularmente en Física. • La idea consiste en atribuirle propiedades al espacio en vez de considerar a los verdaderos causantes de los fenómenos que ocurren en dicho espacio. E = F/q = k.q/r2 (N/C) Campo Eléctrico (E)

20. Sea un punto P cualquiera de un espacio en que existe un campo eléctrico • Sea E la Energía que se requiere para trasladar una carga de prueba (q0) desde un punto definido como de potencial cero hasta el punto P; entonces, • el potencial de P es: V = E/q0 • Como E se mide en Joules y q en Coulomb, entonces: • V se mide en Joules/Coulomb = J/C = Volts P q0 Potencial Eléctrico (V) V = 0

21. + + • ¿Qué significa... Potencial Eléctrico (V) 220 Volts (J/C) 1,5 Volts J/C 12 Volts (J/C)

22. CORRIENTE ELÉCTRICA • La corriente eléctrica (I=q/t ): se mide en ampere cuyo símbolo como unidad del SI es A. • Un ampere es el flujo de carga igual a 1 Coulomb por segundo. 1 A = 1• 103 mA (miliampere) 1 A = 1 • 10 6 A (microampere)

23. FUENTE DE VOLTAJE (V) • La carga no fluye mientras no exista una diferencia de potencial. • Los dispositivos para mantener esta diferencia de potencial se conocen con el nombre de fuente de voltaje o fem (fuerza electromotriz).

24. Las fuentes de voltaje (conocidas también como fuentes de poder) proporcionan la “presión eléctrica” necesaria para desplazar los electrones entre las terminales de un circuito

25. RESISTENCIA ELÉCTRICA • La cantidad de corriente que fluye por el circuito depende: • Del voltaje que suministra la fem. • De la resistencia que opone el conductor al flujo de carga (resistencia eléctrica).

26. La resistencia eléctrica se mide en unidades llamadas ohms () en honor a Gerg Simon Ohm, físico alemán que estudio el efecto de la resistencia del cable en la corriente. Experimentalmente se ha encontrado que la resistencia de un conductor es: : Cualidad del conductor L: Largo del conductor A: Sección transversal del conductor

27. LEY DE OHM • Ohm descubrió que la cantidad de corriente que pasa por por un circuito es directamente proporcional la diferencia de potencial entre sus terminales e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.

28. La relación entre las unidades en que se miden estas cantidades es: • La corriente eléctrica es inversamente proporcional a la resistencia • La corriente eléctrica es proporcional al voltaje aplicado

29. CIRCUITOS ELECTRICOS Especialista: Pedro Ripoll

30. La figura representa un circuito donde supondremos válida la ley de ohm. Con estos queremos decir que la intensidad de corriente varia proporcionalmente con la diferencia de potencial. Símbolos Fem constante (batería o pila) Interruptor de contacto Resistencia de un artefacto ri Resistencia interna de la fem

31. CIRCUITO RESISTORES EN SERIE Las resistencias en este circuito están dispuestas en una configuración que se conoce como serie. Nótese que la corriente circula solo por un conductor continuo, no sufre bifurcaciones

32. RESPECTO DE LA CORRIENTE • Se caracterizan porque la corriente es la misma en todos los componentes del circuito I: Permanece constante PROPIEDADES DEL CIRCUITO SERIE

33. 2.RESPECTO DE LA RESISTENCIA Dado los valores de todas las resistencias parciales del circuito, se puede obtener una resistencia total del circuito.

34. 3.RESPECTO DE LA TENSIÓN (VOLTAJE) El voltaje registrado entre los terminales de la fem se reparte en cada una de las resistencias, incluyendo las propias de la fem. Así por la ley de ohm entre cada resistencia debe haber una caída de tensión. Se cumple que: V = vi + v1+ v2 V

35. En general, si un circuito tiene n resistencias en serie, se cumple: fem del circuito es : Resistencia equivalente es: La resistencia equivalente en serie es siempre mayor que cualquier resistencia individual. La ley de Ohm para todo el circuito es:

36. CIRCUITO RESISTORES EN PARALELO La configuración de este circuito se representa en la figura. Nótese que la suma de las corrientes parciales en cada rama, es igual a la corriente total.

37. En general, si un circuito tiene n resistencias en serie, la resistencia equivalente es: La resistencia equivalente de resistores conectados en paralelo siempre es menor que la resistencia más pequeña del grupo. La ley de Ohm para todo el circuito es:

38. En general, si un circuito tiene n resistencias en PARALELO, se cumple: Intensidad del circuito es: Resistencia equivalente es: La ley de Ohm para todo el circuito es:

39. 12,3 + + Intensidad de corriente y amperímetro Para medir la intensidad de corriente se utiliza el amperímetro de la siguiente manera: Estos aparatos que permiten medir intensidad, voltaje y resistencia se conocen como multitester INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN EN CIRCUITOS

40. Caída de tensión y voltímetro Para medir la caída de tensión el voltímetro se instala de la siguiente manera: 20 v +

41. CIRCUITO COMPUESTO Determinar la resistencia equivalente en el circuito R:

42. Magnetismo

43.  La palabra magnetismo tiene su origen en una isla del mar Egeo , en la región llamada Magnesia, donde los griegos hace ya más de 2000 años encontraron unas piedras con características especiales. Estas piedras, llamadas ahora magnéticas tenían la particularidad de atraer trozos de metal o de atraerse o repelerse entre sí. Una de las primeras aplicaciones se la dieron los chinos en el siglo XII construyendo la brújula. La historia . . .

44. En todo el mundo, muchos proyectos de transporte en trenes de gran velocidad basan su funcionamiento en el principio de levitación magnética. Por ejemplo, en el sistema de transporte alemán transrapid, el tren es atraído hacia un único riel de guía por medio de electroimanes situados en los flancos y que se ciñen al riel. En Japón se utiliza un sistema basado en el efecto de repulsión entre dos campos magnéticos de la misma polaridad. Este efecto permite que los carros permanezcan arriba de los rieles, sin que lleguen a tocarse. Se piensa que si los trenes funcionaran en un túnel de vacío, alcanzarían una velocidad de hasta 2000 km/hr . Además no contaminaría tanto. Su aplicación. . .

45. En el siglo XVI, William Gilbert hizo imanes artificiales frotando trozos de hierro contra la magnetita; identifico la “polaridad” de los imanes artificiales sugiriendo que una brújula siempre señalara hacia el norte y sur de la tierra por tener propiedades magnéticas. Los temas de electricidad y magnetismo se desarrollaron de manera independiente hacia 1820, cuando un físico danés llamado Hans Christian Oersted descubrió que una corriente eléctrica afecta a una brújula magnética. Posteriormente el francés André-Marie.

46.  El magnetismo de los materiales es el resultado del movimiento de los electrones dentro de sus átomos. En un material imantado se encuentran regiones magnéticas conocidas como dominios. Los átomos en un material magnético están orientados en una sola dirección, mientras que en los materiales no magnetizados se encuentran orientados al azar. Si observamos un imán con un potente microscopio veremos que está formado por pequeñísimas regiones, que son como pequeños imanes con su polo norte y su polo sur. En un metal que no es imán, esas regiones están desalineadas, por lo que se anulan los efectos magnéticos que pudieran.

47. Hans Christian Oersted (1777-1851) Físico y químico danés. Fue consejero de Estado, director de la escuela politécnica de Copenhague y miembro de la Academia de Ciencias de Paris. Busco la relación entre el magnetismo y la electricidad y logro demostrarlo. Puso de manifiesto la producción de campos magnéticos en los conductores cuando eran atravesados por corrientes eléctricas. Fue también el primero en aislar el aluminio.

48. Hay una fuerza producida por el movimiento de las cargas, llamada fuerza magnética que provoca atracción o repulsión entre materiales magnetizados. Solo algunos tipos de metales tienen esa fuerza magnética. Por ejemplo, el níquel. El cobalto, el hierro. A este tipo de metales por sus características magnéticas, se les llama ferro magnéticos. Los elementos gadolinio y disprosio. Clasificados como tierras raras. También tienen esta fuerza magnética pero no tan fácilmente se encuentran en la naturaleza los demás metales presentan magnetismo en una intensidad muy limitada. FUERZA MAGNETICA

49.  Imagínate el asombro cuando las personas, en la antigüedad, observaron cómo algunos materiales eran atraídos por otros. Seguramente pasaron muchas cosas por su mente para explicarse tal fenómeno. Lo más probable es que hayan atribuido estas propiedades a la intervención de seres especiales o dioses que obraban estas fuerzas misteriosas.  El vocablo magnetismo proviene del nombre de la antigüedad ciudad de magnesia. Hace mas de 2000 años, cerca de esta ciudad se encontraron fragmentos de piedra con propiedades especiales. Estos materiales son lo que ahora se conoce como imanes naturales o magnetita, constituidos por oxido de hierro. Se observo que dichos imanes atraían pequeños trozos de hierro no magnetizado. Al fenómeno no producido por la fuerza de atracción entre los imanes o magnetitas se conoce como magnetismo.  IMANES

50.  No todos los imanes son producto de la naturaleza, sino que el hombre también ha sabido crearlos, aprovecharlos y en general, controlar sus propiedades magnéticas. Una clasificación general de los imanes los divide en naturales y artificiales. CLASIFICACION DE LOS MATERIALES MAGNETICOS