Fundamentos de Electricidad y M agentismo

1. Profesor Jaime Villalobos Fundamentos de Electricidad y Magentismo Em2011.wikispaces.com – profevillalobos@gamil.com

2. Para empezar… Febrero 09, 2011 • Existen tres variedades de la materia: _ + N Positivo Neutro Negativo

3. Características… Febrero 09, 2011 • Las tres tienen masa: • Pero sólo dos tienen carga:

4. Ente Físico Febrero 09, 2011 • Un ente físico es todo aquello que se pueda medir, modelar y sentir. Éste se ecnuentra fuera del volumen de la masa. • Se le conoce como el Campo Eléctrico al enteque rodea a una carga. Y está representado por un vector. Carga {q(t)} Campo {E(t)}

5. Febrero 09, 2011 • La carga positiva se conoce como una fuente de campo eléctrico: • La carga negativa se conoce como un sumidero de campo eléctrico:

6. Corriente Eléctrica y Campo Magnético Febrero 09, 2011 • Una carga en movimiento se conoce como Corriente Eléctrica. (I(t)). • El ente físico que la rodea se conoce como Campo Magnético.(B(t)). B(t) • Si varía la carga tanto el campo eléctrico como el magnético cambian I(t)

7. Campo Electromagnético Febrero 09, 2011 q Campo Magnético B(t) Campo Eléctrico E(t) • La variación en el tiempo crea un campo eléctrico • La variación en el tiempo crea un campo magnético Campo Electromagnético EM(t)

8. Energía y Espectro Electromagnético Febrero 09, 2011 En los campos eléctrico y magnético se almacena energía. Esta energía viaja a través de Ondas Electromagnéticas. Un ejemplo de ondas electromagnéticas es la Luz. A continuación se puede observar el espectro electromagnético, a medida que sigue hacia la derecha las ondas son más energéticas: Rango Visible Ultravioleta Infrarrojo Rayos X Rojo Violeta Verde Rayos γ • Todas las partes del espectro electromagnético se mueven a la velocidad de la luz

9. Modelo y temas para el curso Febrero 09, 2011 • Una ecuación que describe un proceso o fenómeno físico se conoce como Modelo. Algunos modelos que veremos serán: • Coulomb • Ampere – Biot y Savar • Faraday • Gauss • Lorentz– “La interacción entre el campo eléctrico y la corriente eléctrica causa una fuerza”. Leyes de Maxwell

10. Estudio del Sol Electromagnéticamente Febrero 09, 2011 Del sol salen expulsadas constantemente materia y energía, sea en forma de ondas electromagnéticas o calor. La luz tarda 8 días en llegar al planeta, pero las cargas tardan de 1 semana a un mes en llegar. Como protección de toda la radiación provocada por el Sol tenemos la atmosfera y el campo electromagnético de la Tierra • Para estar alertas acerca de la actividad electromagnética del sol se tiene el satélite SOHO quien monitorea las manchas provocadas por las descargas de ondas electromagnéticas

11. Ley de Coulomb Febrero 16 y 23, 2011 Es la ley utilizada para medir y estudiar los campos eléctricos. El principio de superposición se utiliza para medir la magnitud de un campo eléctrico cuando hay más de una carga. k= 1/4πε q=Carga r=Distancia a la carga ε= Permitividad del medio E = kq Modelo 2 r Principio de Superposición (Cargas Discretas) Et Et E1 E2 E2 E1 E1 1 E3 2 3 • La magnitud del campo eléctrico total es la sumatoria de los campos eléctricos de todas las cargas. Y según el modelo se puede observar que la intensidad del campo es mayor a medida que se está más cerca de la carga.

12. Distribución de Carga Continua Febrero 23, 2011 Para cualquier tipo de carga compuesta de cargas más pequeñas el Ley de Coulomb se puede expresar de la forma: Q E= k∫dq r2 dE= kdq r2 dq

13. Febrero 23, 2011 Distribución de Carga Continua en Varias Dimensiones Una dimensión: L dq=λdL λ = Densidad Lineal de Carga Q/L E= k∫ λdq r2 La densidad lineal se deja dentro de la integral debido a que el cuerpo puede tener su masa distribuida de manera no uniforme . Dos dimensiones: dq=ςdA ς = Densidad Superficial de Carga Q/A E= k∫∫ςdq r2 Al igual que en una dimensión la densidad se deja dentro de las integrales. Tres dimensiones: dq= ρ dV ρ = Densidad Volumétrica de Carga Q/V E= k∫∫∫ρdq r2

14. Ley de Ampere Febrero 23, 2011 • Utilizada para estudiar la magnitud de los campos magnéticos. ∫r2B’dl ∫r1Bdl = = B B Circulación de campo eléctrico B’ B B’ R B dl=ds B’ B B B’ B=μ0I (Unidad: Tesla) 2πR B B μ0=Permeabilidad Magnética I=Corriente Eléctrica B=Campo Magnético • La circulación es constante para una corriente determinada.

15. Potencial Eléctrico Febrero 23, 2011 Definido como el trabajo que una fuerza eléctrica debe ejercer sobre una carga para moverla desde un punto hasta el centro de referencia. V=kQ R Gradiente: Cambio de algo con respecto a la posición. d_ dx Circunferencia Equipotencial