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UNIDAD 1 Electrostática - Coggle Diagram
UNIDAD 1 Electrostática
CARGA Y FUERZA
Carga
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La unidad es el Coulomb. La carga es de 1,6*10^-19
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Fuerza
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La Ley de Coulomb es la Ley Fundamental de la interacción de cargas eléctricas puntuales. Se calcula como el producto de sus magnitudes sobre la separación al cuadrado.
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La fuerza eléctrica neta sobre una carga es la suma vectorial de todas las fuerzas (principio de superposición).
Para que una fuerza exista, se necesitan dos cargas.
CAMPO ELÉCTRICO
Propiedad del espacio-tiempo. Es un campo vectorial. Al igual que las fuerzas, cumple con el principio de superposición.
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En una distribución discreta, las cargas pueden contarse. En una dist. continua, no se puede, por ejemplo en: hilos o líneas (densidad de carga lineal), superficies (densidad superficial) o volúmenes (densidad volumétrica).
LEY DE GAUSS
Flujo eléctrico
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Las líneas imaginaran nacen en cargas positivas y mueren en negativas. El campo es tangencial a cada punto. La densidad aumenta cuando más líneas juntas haya.
El flujo puede ser positivo, negativo, o cero. Se calcula como E.A.cos(ángulo entre E y A)
Ley de Gauss
El flujo de E a través de una superficie cerrada cualquiera es igual a la carga neta encerrada por esa superficie dividida la permitividad del vacío.
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Sirve para cualquier material conductor, ya que la distribución de carga debe ser simétrica.
POTENCIAL ELÉCTRICO
Es una propiedad del campo y no depende de la carga. Disminuye en el sentido de las líneas de campo.
En cada punto hay un determinado voltaje (diferencia de potencial), y no importa si ahí hay carga o no.
Al meter una carga de prueba al campo, esta tendrá Ep y se verá bajo la acción de una fuerza.
El voltaje o potencial (V) está definido por el cambio de energía potencial multiplicado por la unidad de carga. O sea V=U/q
La diferencia de potencial entre dos puntos es igual a la cant. de trabajo que se requeriría para trasladar una carga positiva entre esos puntos.
El campo ejerce fuerza sobre la carga, y la fuerza produce trabajo, por lo que si el campo realiza trabajo, la energía cambia.
Si hay desplazamiento en el mismo sentido que las líneas de campo, la diferencia de potencial es calculada como V = - E*d
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Las líneas y superficies equipotenciales (siempre perpendiculares entre sí) contienen los puntos con igual potencial eléctrico, o sea que la Ep también es constante, y E no hace trabajo sobre qo.
CONDUCTORES
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El campo eléctrico en la superficie de un conductor cargado siempre es el mismo, sin importar la forma. Siempre es perpendicular a la superficie.
En conductores puntiagudos, el campo es más intenso en la punta porque aumenta la densidad de cargas.
Experimento de Gauss: se coloca una esfera con carga dentro de un material conductor observando que se inducen cargas en el interior y exterior del recipiente, pero si la misma toca el interior, toda la carga se transfiere al exterior del recipiente, ya que la carga neta debe ser cero.
Si un conductor se encuentro dentro de un campo eléctrico, ocurre una distribución y ordenamiento en sus cargas que hace que el campo eléctrico adentro del conductor sea cero.
CONDENSADORES
Pueden ser
En Paralelo
Se pueden tomar varias trayectorias paralelas. Las placas de los dos capacitores están conectadas mediante alambres conductores para formar una superficie equipotencial.
V es igual siempre, pero la carga es la suma. La capacitancia equivalente es mayor que las individuales.
En Serie
V es la suma de potencia, pero la carga sí es la misma. La capacitancia equivalente es menor que las individuales.
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Capacitancia: medida de la capacidad del condensador de almacenar energía. Se define como la razón entre la magnitud de la carga en cualquiera de los conductores y la diferencia de potencial entre ellos. Solo depende de la geometría de los conductor.
Dieléctrico: material no conductor entre las placas, separándolas. Permite mayores voltajes. Aumenta la capacitancia.
Energía almacenada: se guarda en el campo eléctrico. Disminuye con un dieléctrico. Es igual al trabajo total del campo eléctrico sobre la carga cuando el capacitor se descarga.
Sistema de dos conductores separados por un aislante o vacío. Dispositivos eléctricos que almacenan carga y energía eléctrica.