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Campo Eléctrico E. El átomo está c ompuesto de núcleo (protones y neutrones) y electrones. Entre los electrones y protones se ejercen fuerzas de atracción. Las fuerzas se deben a una propiedad denominada «carga eléctrica».
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Campo Eléctrico E • El átomo está compuesto de núcleo (protones y neutrones) y electrones. • Entre los electrones y protones se ejercen fuerzas de atracción. • Las fuerzas se deben a una propiedad denominada «carga eléctrica». • Las «cargas» del electrón y del protón tienen el mismo valor, pero de signo opuesto: • Electrón: carga negativa (-) • Protón: carga positiva (+) En la región del espacio donde se manifiestan las fuerzas sobre las cargas eléctricas, decimos que hay un CAMPO ELÉCTRICO E.
Campo Eléctrico E Conceptos • Es la región o zona del espacio donde se manifiestan acciones de tipo eléctrico (cargas eléctricas). • Cada carga eléctrica con su presencia modifica las propiedades del espacio que la rodea. • La intensidad del campo eléctrico en un punto es la fuerza que actúa sobre una unidad de carga positiva situada en ese punto. • La intensidad del campo es una magnitud vectorial. • El campo eléctrico es un campo vectorial.
Campo Eléctrico E La corriente eléctrica es debida al arrastre de electrones en presencia de un campo E. • El flujo de corriente depende de: • La Intensidad del campo eléctrico • Cantidad (concentración) de electrones libres en el material • Movilidad de los electrones en ese material.
Campo Eléctrico E • Michael Faraday, visualizo el campo eléctrico como “haces de energía”, representados como innumerables líneas rectas que salen radialmente en todas las direcciones desde el centro de la carga. • Las llamo “Líneas de Fuerza Eléctrica”. • Esas líneas tienen fuerza natural que actúan en un sentido determinado, pues son salientes en el protón y entrantes en el electrón. • Del estudio del Campo eléctrico se derivan: • Las leyes de atracción y repulsión de cargas (Ley de Cargas)
ZONA DE VACIAMIENTO • Llamada también: • Zona de Deplexión, • Barrera Interna de Potencial, • Zona de Carga Espacial, • Zona de Agotamiento o Empobrecimiento, • Zona de Vaciado, etc.
ZONA DE VACIAMIENTO • Zona de la unión de los semiconductores tipo p y tipo n. • Debido a difusión, los electrones libres y los huecos se recombinan en la unión. • Así se crean los pares de iones con cargas opuestas a ambos lados de la unión. • Esta zona carece de electrones libres y huecos. Z. V.
ZONA DE VACIAMIENTO • Las parejas de iones positivo y negativo se llaman dipolos. • Al aumentar los dipolos la región cerca de la unión se vacía de portadores y se crea la llamada "Zona de deplexión".
Unión P – N Zona de Vaciamiento
Zona de Vaciamiento Zona P: Semiconductora, con una Zona de Carga negativa ( - ) Zona N: Semiconductora, con una Zona de Carga positiva ( + ) Zona de agotamiento: No es conductora, puesto que no posee portadores de carga libres.
Carga Eléctrica • Ley de Cargas • La carga eléctrica es un propiedad características de algunas partículas subatómicas, la cual se manifiesta mediante atracciones y repulsiones. • Carga eléctrica: Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza. • “Cargas de igual tipo se repelen o rechazan”, : • Un Protón (+) repele a otro Protón (+).Un Electrón (-) repele a otro Electrón (-) • “Cargas Opuestas se Atraen”, : • Un Protón (+) atrae a un Electrón (-)
Semiconductores Tipo N P Un Semiconductor Tipo N tiene más electrones libres que huecos Un Semiconductor Tipo P tienemás huecos que electrones. Las cargas en exceso se denominan portadores mayoritarios y las cargas en deficiencia portadores minoritarios.
Carga Almacenada A la temperatura de 0 K los portadores de carga, electrones libres en la zona n y huecos en la zona p, están ligados a sus respectivos átomos. A temperatura ambiente los dos tipos de portadores están libres para la conducción eléctrica. En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un ion positivo, y por cada hueco hay un ion negativo.
Carga Almacenada • La corrientepor un conductor es un flujo de cargas eléctricas. • Si un capacitor es conectado a una fuente de corriente continua, recibe carga eléctrica. • El valor de la carga almacenada se obtiene multiplicando la corriente entregada por la fuente por el tiempo durante el cual la fuente estuvo conectada Entonces: Q = I x t (carga = corriente x tiempo) Donde:Q: está en coulombiosI: está en amperiost: está es segundos • La carga almacenada es directamente proporcional al voltaje aplicado entre sus terminales. Entonces: Q = C x V (carga = capacidad x voltaje) Donde:Q: está en coulombiosC: está en faradiosV: está en voltios Igualando la última ecuación con la primera se tiene que: Q = I x t = C x V Despejando: V = I x t / C. Si se mantiene el valor de la corriente "I" constante y como el valor de "C" también es constante, el voltaje "V" es proporcional al tiempo