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Unidad 1:Electromagnetismo
Liceo Bicentenario Viña del marFÍSICA
Prof. Paula Durán Ávila4° año medio 2013
Capítulo 1: Electrostática
Objetivos
Al término de la unidad, usted deberá:1. Comprender las propiedades de la carga
eléctrica.2. Reconocer los procedimientos para cargar
un cuerpo.3. Calcular intensidad de corriente eléctrica.4. Diferenciar tipos de corriente eléctrica.5. Calcular resistencia de conductores.6. Aplicar ley de Ohm.7. Calcular resistencia equivalente de un
circuito.
Carga Electrostática
Existen dos tipos de carga: Electrones ( - ) Protones (+)
Según la carga neta los cuerpos pueden ser: Positivos Negativos Neutros
Carga Electrostática
CUERPO NEGATIVO CUERPO POSITIVO
Posee un déficit de electrones.
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Posee un exceso de electrones.
Ley de los Signos o de Atracción y Repulsión
Formas de Electrizar un Cuerpo
Existe un tránsito de electrones entre cuerpos.
Existen tres formas de electrización de un cuerpo: Frotamiento Contacto Inducción
Electrización por Frotación
Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo.
Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto signo.
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¿Qué le ocurre a una peineta de plástico que ha sido frotada con el pelo?
Ejemplo:
Electrización por Contacto
Al estar en contacto un cuerpo neutro con otro electrizado, se produce transferencia de electrones.
Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de igual signo.
Antes de continuar debes saber…
CONTACTO A TIERRA POLARIZACIÓN
la carga negativa está en un extremo y en el otro está la carga positiva.
Se produce por el desplazamiento de los electrones.
Electrización por Inducción Al acercar un cuerpo
cargado (inductor) a uno neutro (inducido), se produce en éste una polarización.
Si se conecta el cuerpo a tierra, se produce transferencia de electrones
El cuerpo inducido electrizado con carga de diferente signo al inductor.
Materiales
CONDUCTORESAISLANTES O DIELÉCTRICOS
Aislantes y Conductores
EJERCICIO Nº 1 Un cuerpo está cargado negativamente cuando tiene
I. cierto número de electrones libres.II. déficit de electrones.III. exceso de electrones.
A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I Y III
toConocimien
C
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EJERCICIO Nº 2 Se tiene un electroscopio cargado negativamente, producto
de lo cual se produce una pequeña separación de las hojas. Si ahora se aproxima una esfera con carga negativa a la esfera metálica del electroscopio, como muestra la figura, se espera que las hojas del electroscopio
I. se separen aún más.II. se acerquen.III. permanezcan igual.
A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) No se puede determinar.E) Ninguna de ellas.
Análisis
A
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EJERCICIO Nº 3
Una barra aislante P, electrizada positivamente, se coloca en las proximidades de una barra metálica B (fija), no electrizada. La esfera conductora E, también descargada, está suspendida por un hilo aislante, próxima al otro extremo de la barra. Se puede afirmar que
I. la barra B se polariza.II. la esfera E se polariza.III. la barra B y la esfera E se atraen.A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) I, II y III
Análisis
E
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EJERCICIO Nº 4
Al poner en contacto dos cuerpos, uno cargado positivamente y otro neutro, se espera que
A) ambos cuerpos queden cargados positivamente.B) un cuerpo quede positivo y el otro negativo.C) ambos cuerpos queden cargados negativamente.D) ambos queden neutros.E) que los cuerpos mantengan su estado eléctrico.
toConocimien
A
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Corriente Eléctrica
Cargas eléctricas en movimiento
Intensidad de corriente eléctrica:
t
QI
Variable Letra Unidad
Intensidad de corriente eléctrica
I A: Ampere
Carga eléctrica Q C: Coulomb
Tiempo t s: segundos
Observación: La carga de 1 electrón =1,6x10-19[C]
Pregunta
¿Qué significa que por un conductor fluya una corriente
de 3[A]?
Ejercicio N°5
¿Cuántos electrones atraviesan una sección transversal de un conductor en un segundo si a intensidad de corriente es de 4 [A]?
EJERCICIO Nº 6
A Aplicación
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Durante un intervalo de tiempo de 10 (s), pasan 2 · 1020 electrones por la sección transversal de un conductor. Si la carga del electrón es = 1,6 · 10-19 (C), ¿cuál es la intensidad de corriente?
A) 3,2 (A)B) 0 (A)C) 1,6 · 10-19 (A)D) 10 (A)E) 2 · 1020(A)
Diferencia de Potencial Eléctrico Trabajo realizado para mover
una carga desde un punto de referencia.
Los generadores eléctricos o FEM (fuerza electromotriz) producen una diferencia de potencial, que suministra energía a los electrones libres, para que se muevan a través del conductor.
Se expresa en VOLT [V]
Fuentes de Voltaje
Tipos de Corriente
CORRIENTE CONTINUA Las pilas y
baterías producen un voltaje continuo que siempre recorre el circuito en el mismo sentido.
CORRIENTE ALTERNA Los generadores
eléctricos producen una diferencia de potencial que se invierte alternadamente
Resistencia Eléctrica (R)
Todo elemento de un circuito eléctrico ofrece una oposición natural al paso de una corriente eléctrica.
Se mide en Ohm [Ω]
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¿De que depende la resistencia de un conductor?
La resistencia eléctrica de un conductor es:
directamente proporcional a su resistividad
(propiedad característica de cada sustancia)
su longitud inversamente
proporcional al área de su sección transversal.
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Resistividad (ρ)
Característica de cada materia, que tanto se resiste al paso de la corriente eléctrica
EJERCICIO Nº 7
E Análisis
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Una sustancia es mejor conductora, cuanto menor sea su
I. resistividad.II. sección transversal.III. longitud.
A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I y III
EJERCICIO Nº 8
C Comprensión
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Si en un conductor se duplica el área y la longitud, entonces la resistencia
A) se duplica.B) se cuadruplica.C) se mantiene.D) disminuye a la mitad.E) disminuye a la cuarta parte. A
LR
Instrumentos para medidas eléctricas
AMPERÍMETRO
Permite medir la intensidad de corriente
VOLTÍMETRO
Permite medir el voltaje del circuito eléctrico
Ley de Ohm
La resistencia de un conductor es constante, directamente
proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente
proporcional a la intensidad de corriente producida.
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i
VR
LEY DE OHM
En un gráfico V/i, la resistencia corresponde a la pendiente.
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Ejercicio N° 9
a) Realice el gráfico V v/s I
b) Calcule el valor de la resistencia promedio
V[V] I [A]
10 0,2
15 0,3
20 0,4
25 0,5
30 0,6
35 0,7
EJERCICIO Nº 10
En un laboratorio, un conductor fue sometido a diferentes voltajes y se obtuvo la siguiente tabla de valores
La resistencia del conductor es D Análisis
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A) 5 () B) 1 ()C) 10 ()D) 25 ()E) 20 ()
Conexiones de las Resistencias
Existen los siguientes tipos de conexiones de las resistencias: Simple
En serie
En paralelo
Resistencia conexión Simple
Resistencias en Serie
38
321
321
321eq
VVVV
iiii
RRRR
Resistencias en paralelo
39
321
321
321eq
VVVV
iiii
R
1
R
1
R
1
R
1
EJERCICIO Nº 11
E Aplicación
40
¿Qué valor debe tener la resistencia R del circuito de modo que la corriente i tenga un valor de 2 [A]?
A)4 ()B) 10 ()C) 24 () D) 120()E) 100 ()
Contenidos Vistos: Cargas eléctricas Ley de atracción y repulsión Formas de electrizar un cuerpo
Contacto Frotación Inducción
Conductores y Aislantes Intensidad de corriente eléctrica Diferencia de potencial eléctrico Resistencia Ley de Ohm Conexión de resistencia
Serie Paralelo