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Fundamentos de electricidad y magnetismo. Erika Tatiana Lara Barbón. La Materia en el Universo. 9 de Febrero de 2011. La materia está dada en tres variedades. Positiva. Neutra. Negativa. (+). (N). (-). Masa (m). Carga (q). Campo Eléctrico. 9 de Febrero de 2011. - PowerPoint PPT Presentation
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FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
Erika Tatiana Lara Barbón
LA MATERIA EN EL UNIVERSO
La materia está dada en tres variedades
(-)(+) (N)
Masa (m)
Carga (q)
Positiva
Neutra
Negativa
9 de Febrero de 2011
CAMPO ELÉCTRICO
Alrededor de la carga se genera un ENTE FíSICO que se puede
Medir Modelar Manipular
Dicho ente se conoce como CAMPO ELÉCTRICO (Ē)
9 de Febrero de 2011
CAMPO ELÉCTRICO
Las cargas positivas son fuente de Campo Eléctrico
Las cargas negativas son sumideros de Campo Eléctrico
Carga Positiva Carga Negativa
+ - -Campo eléctrico
E
9 de Febrero de 2011
CAMPO ELÉCTRICO
Una Relación Cualitativa.
Una Relación Cuantitativa.
Donde k es la constante de proporcionalidad de Coulomb
El campo eléctrico se describe mediante
9 de Febrero de 2011
CAMPO MAGNÉTICO
Si hay una carga en movimiento entonces tenemos una CORRIENTE ELÉCTRICA (I) y a su alrededor se genera un CAMPO MAGNÉTICO (B).
I
q vB
Campo Magnético
9 de Febrero de 2011
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
Cuando la carga y la intensidad varían con el tiempo, el campo eléctrico y el campo magnético dejan de ser islas y convergen a un CAMPO ELECTROMAGNÉTICO.
I(t)
q(t) v
q(t)
B (t)
E(t)
EM(t) Campo
electromagnético
9 de Febrero de 2011
Leyes del Electromagnetis
mo
Ley de Coulom
bLey de Ampere
Ley de Faraday
Ley de Gauss
Ecuaciones de Maxwell
9 de Febrero de 2011
http://library.thinkquest.org/C003776/espa
nol/book/espectro_electromagnetico.htm
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
El campo electromagnético Tiene magnitud y dirección, que depende de la
carga (q) Se representa a través de la Energía, mediante
ondas electromagnéticas.
9 de Febrero de 2011
El Sol es una fuente de Energía y de Materia. De él salen Radiaciones electromagnéticas Rayos ‘X’ Rayos Ultravioleta UV Rayos Gama
Los cuales viajan a la velocidad de la luz y llegan a la tierra aproximadamente a los 8 minutos de ser emitidos.
También se emite variedades de materia de carga positiva y negativa, cuya llegada a la tierra varia dependiendo de la intensidad de las emisiones del sol.
9 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN DISCRETA
Utilizando el método del paralelogramo se
puede hallar el campo eléctrico de dos cargas puntuales.
La magnitud del campo eléctrico depende de la cantidad de cargas y de la distancia entre ellas.
(+)
(+)
q1 +
q2
r12
r22
E= k k
E1 E2
E= E1 +E2
23 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN DISCRETA
.
(+)
(+)
Considerando un número ‘i’ de cargas puntuales, tenemos que el Campo Eléctrico va a estar dado por la sumatoria de los campos eléctricos generados por cada carga puntual.
(+)
E3 E1
E= E1 +E2 + E3
E2
23 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN CONTÍNUA
En una distribución continúa se tienen cargas infinitesimales. A cada carga le corresponde un diferencial de carga y un diferencial de campo eléctrico:
El campo eléctrico total esta dado por:
dq
dE
23 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN CONTÍNUA
En una distribución continúa de una dimensión, λ es la densidad lineal , así se tiene que:
El Campo eléctrico total está dado por:
-dx-
23 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN CONTÍNUA
Suponiendo que cada elemento de carga eléctrica corresponde a un elemento de área, tenemos que:
σ es la densidad superficial por unidad de área
da
23 de Febrero de 2011
MAGNITUD DEL CAMPO ELÉCTRICODISTRIBUCIÓN CONTÍNUA
Suponemos ahora, que cada elemento de carga eléctrica corresponde a un elemento de volumen.
ρ es la densidad volumétrica
dv
23 de Febrero de 2011
CIRCULACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICOLEY DE AMPERE
Utilizada para medir la intensidad del campo magnético
Rr
Cuando r es mas pequeño hay una mayor intensidad del campo magnético. Sin embargo la circulación del campo magnético es siempre la misma y es una constante universal conocida como Ley de Ampere.
23 de Febrero de 2011
Ampere
Sea μ0 la permeabilidad magnética del medio en la circulación del campo magnético.
Cuyas unidades están dadas es Tesla (T)
CIRCULACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICOLEY DE AMPERE
23 de Febrero de 2011
GRADIENTE
Es el cambio de algo respecto a la posición
Se representa mediante el símbolo
En consecuencia, el cambio en (x,y,z) de algo va a estar dado por:
23 de Febrero de 2011
LEY DE COULOMB
“La fuerza ejercida por la carga puntual sobre otra está dirigida a lo largo de la línea que las une. La fuerza varía inversamente con el cuadrado de la distancia que separa las cargas y es proporcional al producto de las mismas. Es repulsiva si las cargas tienen el mismo signo y atractiva si las cargas tienen signos opuestos.”
En otras palabras, si se coloca una carga q interactuando con un campo eléctrico ejercido por otra carga q0, se va a generar una fuerza
TIP
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Donde k es la contante de proporcionalidad de Coulomb
9 de Marzo de 2011
PLANO EQUIPOTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICO
Todos los sistemas tienden a formar estructuras de menor nivel energía de forma espontánea.
En consecuencia, una carga se va a mover dependiendo de la energía potencial asociada a ella y del plano equipotencial.
Para una carga puntal, el potencial eléctrico estaá dado por:
Para un sistema de cargas puntuales el potencial eléctrico está dado por:
-
Plano Equipotencial Potencial Eléctrico
9 de Marzo de 2011
RELACIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO Y EL POTENCIAL ELÉCTRICO
Alrededor de una carga podemos asociar un Campo eléctrico y un Potencial eléctrico. Estos se relacionan así:
El campo eléctrico es la derivada del potencial eléctrico, es negativo porque su tendencia natural es a buscar niveles equipotenciales menores.
9 de Marzo de 2011
FLUJO DE CAMPO ELÉCTRICO
Si se tiene una carga q, a su alrededor hay un campo eléctrico encerrado en una superficie donde cada elemento de área se representa por un vector perpendicular.
9 de Marzo de 2011
q
dA
Área de la Esfera
El flujo de campo eléctrico sólo depende de la carga interna y la permeabilidad del medio.
LEY DE GAUSS
El flujo eléctrico es una constante .
Sirve para calcular campos eléctricos cuando hay simetría.
El hecho se que el flujo sea diferente de cero, quiere decir que hay monopolio eléctrico.
9 de Marzo de 2011
Gauss
FLUJO DE CAMPO MAGNÉTICOLEY DE GAUSS
En una superficie cerrada , como todo lo que entra es igual a lo que sale, = 0, Aparece una constante de la naturaleza conocida como Ley de Gauss para el flujo de Campos electromagnéticos.
No hay monopolios magnéticos
9 de Marzo de 2011
S
N
FUERZA DE LORENTZ
Si hay una carga eléctrica moviéndose perpendicularmente al campo magnético con una velocidad v, se genera una fuerza perpendicular al movimiento de la partícula y del campo magnético (Regla de la mano derecha). En consecuencia la carga se va a mover en la dirección de dicha fuerza.
9 de Marzo de 2011
Lorentz
Bq
vFL
Fuerza de Lorentz
LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA
El campo magnético que traen las partículas que salen de las explosiones solares deforman las líneas de campo magnético de la tierra debido que al chocar generar una interacción grandísima de energía. Luego al ingresar al campo geomagnético de la tierra forman las auroras boreales al
interactuar
con las partículas
del campo geomagnético terrestre..
9 de Marzo de 2011
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