PROBLEMAS 1,2 PAG 92

PROBLEMAS 1,2,9,10

PROBLEMA 5 y 6

PROBLEMAS PROPUESTOS

1.-) Se tienen dos cargas eléctricas puntuales q1=-8.10-6coulomb y q2=12.10-6 coulomb. Con una distancia 3 y 4cm respectivamente de un punto A ,y 4 y 6cm de un punto B calcular: a-) los potenciales en los puntos A y B. b-)El trabajo que debe realizar una carga de 12 pc para ir desde A hasta B.
Graficamos para apreciar de otra forma los datos
Para poder calcular el potencial en A, necesito medir primero el potencial eléctrico producido por q1 y q2 en A, de forma separada y luego sumarlos. Para Calcular el potencial en B realizo los mismos pasos.
a-)V1(A): * = -24.105V
V2(A): * = 27.105V
VA = V1(A) + V2(A) = -24.105V + 27.105V =300000V
V1(B): * = -18.10-5V
V2(B)= * = 18.105V.
VB = V1(B) + V2(B) = -18.105V + 18.105V = 0V
Para calcular el trabajo, utilizo la fórmula de diferencia de potencial entre dos puntos y despejo W de ahí
b-)VB – VA = à Wab = (VB-VA)q0
VB-VA = 0V-300000V = -300000V
q0 = 12pc = 12.10-12 coulomb
Wab= -300000V * 12.10-12 coulomb =-3,6.106 .10-12 joules=-3,6.10-6 joules
2.-) En la figura 3.10 se muestra un triángulo en cuyos vértices C y D se ubican cargas qc=-3.10-8Coul y qd=10-7Coul. Si la distancia AD= 10 cm. calcular: a) el potencial en A; b) el potencial en B; c) VB-VA; d) el trabajo que debe realizarse para trasladar una carga de 1.5 nano Couloumb desde “A” hasta “B”.
Datos:
qc=-3.10-8Coul
qd=10-7Coul
q0=1.5 nCoul
dAD= 10 cm.
VA=? VB=?
TAB=?


Formula:


D qd
C qc
B
A
30º
60º
dADEn este grafico que se presenta abajo se puede observar que x=30º, alpha=30º y beta= 120º. Como podrán observar, al sumar estos ángulos y x el resultado es 180º.




D=



Ahora como se puede observar, poseemos las distancias y las cargas. Podemos utilizar la formula para hallar el potencial de cada punto de las cargas. Despues podremos realizar la suma de los potenciales de los puntos para poder llegar a Va y a Vb.



Diferencia de potencial:

Resultado:
El potencial en A= 7650 voltios
El potencial en B= 2220.5 voltios
El trabajo que hace una carga de 1.5 nCoulomb para ir desde A hasta B es de 8x14.10-6 Joules

La diferencia de potencial de Vb-Va = -5429.4 Voltios



3.-) En la figura se muestra un rectángulo cuyas longitudes son de 5cm y 15cm y las cargas q1=-5.10-6 q2=2.10-6. Calcular: a-) El potencial eléctrico en A. b-) El potencial eléctrico en B. c-) El trabajo que se debe realizar para trasladar una carga de 6.10-7coulomb desde B hasta A a través de la diagonal del rectángulo.
Para poder calcular el potencial en A, necesito medir primero el potencial eléctrico producido por q1 y q2 en A, de forma separada y luego sumarlos.
a-)V1(A): * = -3.105 V
V2(A): * = 3,6.105 V
VA:V1+V2=-3.105 V +3,6.105 V=60000V
Para poder calcular el potencial en B, necesito medir primero el potencial eléctrico producido por q1 y q2 en B, de forma separada y luego sumarlos.
b-)V2(B)= * =1,2.105
V1(B): * = -9.105V
VB:V1 +V2= -9.105 V +1,2.105 V=-780000 V
Para calcular el trabajo, utilizo la fórmula de diferencia de potencial entre dos puntos y despejo W de ahí
c-) Wba = (VA-VB) * q=(60000V-780000V) * 6.10-7 coulomb= 5040000.10-7 Joules

BY: DIEGO DEL GALLEGO / MONTAJE: IGNACIO FERNANDEZ

RESUMEN CAMPO ELECTRICO Y GRAVITATORIO

Conductor eléctrico:
Es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas.

Los elementos capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico más comunes son los metales, siendo el cobre el mas usado de entre todos ellos, otro metal utilizado es el aluminio y en aplicaciones especiales, debido a su baja resistencia y dureza a la corrosión, se usa el oro. Aunque todos los metales son conductores eléctricos existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las soluciones salinas (Ej.: el agua de mar).

Semiconductor:
Es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre. El elemento semiconductor más usado es el silicio.

Aislante eléctrico:
Es aquel material con escasa conductividad eléctrica. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas.


Formas para cambiar la carga eléctrica de los cuerpos

Electrización por contacto
Se puede cargar un cuerpo neutro con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si se toca un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.

Esto se debe a que habrá transferencia de electrones libres desde el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga en menor proporción y manteniéndose este flujo hasta que la magnitud de la carga sea la misma en ambos cuerpos.

Electrización por frotamiento
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si se frota un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño.





Carga por inducción
La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo.

Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y las del cuerpo neutro.

Como resultado de esta interacción, la distribución inicial se altera: el cuerpo electrizado provoca el desplazamiento de los electrones libres del cuerpo neutro.

En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas se carga positivamente y en otras negativamente.

Se dice que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado, denominado inductor, induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.

¿Cuál es la diferencia entre campo gravitatorio y campo eléctrico?
1.- Una interacción está asociada a una cantidad llamada masa, la otra a una llamada carga eléctrica.

2.- La gravedad es una fuerza que se produce entre todos los cuerpos con masa, a mayor masa mayor atracción (no hay repulsión, sólo atracción). Mientras que la fuerza eléctrica produce una atracción hacia los cuerpos de carga opuesta, y una repulsión a los de carga idéntica.
3.- La fuerza eléctrica está íntimamente asociada a la fuerza magnética (de hecho, se consideran dos fenómenos de la misma fuerza). La fuerza gravitatoria no está asociada a ninguna otra fuerza.


Diego Del Gallego

RESUMEN CAMPO ELECTRICO

Resumen Campo Eléctrico
· Campo Eléctrico (E): región en la cual se manifiestan fuerzas de atracción o repulsión entre cargas.
· Carga de Prueba (qo): es una carga considerada siempre positiva que puede ser desplazada de un punto a otro, alrededor de otra carga (negativa o positiva) con el objeto de verificar la existencia de un campo eléctrico.
· Vector campo eléctrico: Es la fuerza eléctrica (F) de un campo eléctrico que actúa sobre qo.

· Unidad de E

· Línea de Fuerza: es una línea imaginaria que presenta la propiedad del vector campo eléctrico, siendo tangente a ella en cada uno de sus puntos.
· Magnitud de E creado por una carga puntual: cuando se conoce el valor de la carga y la distancia de la misma es posible medir la magnitud del campo eléctrico, siendo la distancia inversamente proporcional a la magnitud del campo.
· Magnitud de E creado por varias cargas puntuales: El campo eléctrico total (Et) debido a un grupo de cargas, es igual al resultado de la suma de los campos eléctricos de todas las cargas.
ET = E1 + E2 + E3…
Nota:
· Cuando la carga sea positiva E se alejará.
· Cuando la carga sea negativa E se acercará.
Diego Del Gallego

CONDENSADORES O CAPACITORES

Condensadores o Capacitores

Un condensador o capacitor no es más que un dispositivo que tiene como función almacenar cargas eléctricas para su posterior utilización.

Estos dispositivos son utilizados en aplicaciones como:

1. 
   
   En los radios receptores se encargan de sintonizar la frecuencia
   


2. 
   
   Eliminan los chispazos en los sistemas de encendido de los automóviles
   


3. 
   
   Son usados en los filtros de las fuentes de poder.
   


4. 
   
   Sirven como dispositivos de almacenamiento de energía en las unidades electrónicas de destello.
   

Un condensador consta generalmente de dos cuerpos conductores cargados con cargas de la misma magnitud pero de signos opuestos. Consideremos dos placas planas A y B paralelas, entre las cuales un aislante que recibe el nombre de dieléctrico, el cual puede ser de aire, vidrio, mica y papeles encerados especiales.
Al conectar una batería, los electrones del polo negativo se desplazan hasta llegar a una de las placas del condensador, la cual adquiere una carga negativa.
Simultáneamente, el Terminal positivo de la batería atrae o saca los electrones libres de la otra placa del condensador, los cuales son ayudados a expulsar por los electrones de la primera placa. De esta manera se dice que el condensador se ha cargado.
Durante el proceso de carga la corriente esta circulando por todo el circuito hasta tanto finalice el proceso. Se dice, que el condensador ha almacenado energía, la cual se puede perder por fugas en el dieléctrico o que sea descargado hacia otro circuito.

Tipos de Condensadores

Condensadores Fijos: Son los de papel, los cerámicos y electrolíticos. En los de papel las placas están constituidas por láminas de aluminio de alta pureza, y su dialéctico es un papel de alta calidad. En los de cerámica, las placas son de plata y usan cerámica como dieléctrico. En los electrolíticos las placas son de aluminio y la otra es un electrólito, usando óxido de aluminio como dieléctrico.
Condensadores Variables: Son aquellos a los cuales es posible variarle su capacidad a través de medios mecánicos, usándose aire o plástico como dieléctrico.

Capacidad o Capacitancia

La capacidad de un condensador es la magnitud medida por la relación entre la carga en cualquiera de los dos conductores y la diferencia de potencial entre ellos.
Unidades de Capacidad
Un Farad es la capacidad de un condensador que adquiere la carga de un Coulomb cuando se le aplica la diferencia de potencial de un voltio.
El Farad es una unidad muy grande, pues, sería muy difícil obtenerse un condensador, que cuando reciba la carga de un Coulomb entre sus armaduras adquiriese únicamente la diferencia de potencial de un voltio. Por esta razón son usados los submúltiplos de Farad.

Milifarad
mf
Microfarad
uf
Nanofarad
nf
Picofarad
pf

Condensador de Láminas Paralelas o Condensador Plano

No es más que un condensador que posee las siguientes características:
Está constituido por un par de láminas paralelas de área finita.
La separación de las láminas es despreciable en comparación con sus dimensiones.
Es de esperarse, que la capacidad de un contador de placas paralelas dependa de tres parámetros:
El área de las placas.
La separación de las placas.
La naturaleza del material aislante entre dichas placas (dieléctrico).

REALIZADO POR: IGNACIO FERNANDEZ