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M del Carmen Maldonado Susano
Es una propiedad fundamental de lamateria.
Permite producir y experimentarfenómenos electromagnéticos (fuerzasde atracción y/o de repulsión).
Su unidad en el SI es el coulomb [C].
Carga Eléctrica
Es una unidad derivada, en el SI.
Carga Eléctrica
𝒒 = 𝒊 ∗ 𝒕 [𝑪]
i: intensidad de corriente eléctrica [A]. t: tiempo [s]. q: carga [C]
CargaPositiva
Negativa
Tipos de Carga Eléctrica
Cargas iguales, se repelen.
Cargas diferentes, se atraen.
Fuerza eléctrica
Atracción
Repulsión
Tipos de Fuerza eléctrica
M del Carmen Maldonado Susano 8
❑ Realizó el experimento que consistía en tener dos barras eléctricamente neutras de ebonita y vidrio.
❑ Después las frotó con dos materiales diferentes, piel y seda respectivamente.
Experimento de Benjamín Franklin
M del Carmen Maldonado Susano 9
La ebonita frotada con piel quedó cargada “negativamente”
resina
Experimento de Benjamín Franklin
M del Carmen Maldonado Susano 10
El vidrio frotado con seda quedó cargado “positivamente”
vitreo
Experimento de Benjamín Franklin
11
Estableció que hay dos tipos de carga:
positiva y negativa
Convención de Benjamín Franklin
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Es un dispositivoque sirve paradetectar la cargaeléctrica.
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Sin carga Con carga
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Cargar
Frotamiento
Contactodirecto
Inducción
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“La Carga ni se crea ni se destruye sólo
se transfiere”
Principio de Conservación de la Carga
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Intensidad de Corriente Eléctrica
Es el flujo de cargas eléctricasque atraviesan un áreatransversal en una unidad detiempo.
M del Carmen Maldonado Susano
Matemáticamente:
𝑖 =𝑞
𝑡
Intensidad de Corriente Eléctrica
i: intensidad de corriente eléctrica [A]. t: tiempo [s]. q: carga [C]
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Diferencia de Potencial
Es el trabajo necesario para llevar unacarga q de un punto “A” a un punto“B”.
q
WV =
W: Trabajo [J]. V: Diferencia de potencial [V]. q: carga eléctrica [C].
M del Carmen Maldonado Susano
Es una expresión idealizada y que sóloes válida para los materialesconductores.
IRV = R: Resistencia eléctrica [ohm]. V: Diferencia de potencial [V]. I: intensidad de corriente eléctrica [A].
M del Carmen Maldonado Susano
Relaciona a la Diferencia de Potencialque existe entre las terminales de unconductor, la corriente eléctrica quecircula por él y a la Resistenciaeléctrica.
IRV =
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M del Carmen Maldonado Susano
Resistencia Eléctrica
Es la oposición al flujo de corrienteeléctrica.
I
VR =
R: Resistencia eléctrica [ohm]. V: Diferencia de potencial [V]. I: intensidad de corriente eléctrica [A].
Objetivos
Herramienta Digital
Para esta práctica se hará uso de los siguientes simuladores.
Simulador 1https://phet.colorado.edu/sims/html/balloons-and-static-electricity/latest/balloons-and-static-electricity_en.html
Simulador 2 https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_en.html
Actividad 1
Registre las características estáticas del siguiente
instrumento.
Actividad 2
Explique brevemente la convención de
Benjamín Franklin.
Actividad 3
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Observe la pantalla del simulador 1. Se tiene un suéter y
un globo “neutros”. Mueva el globo hacia el suéter, frote
el globo con el suéter hacia un lado y hacia el otro.
Infiera el tipo de carga eléctrica que tendría el “globo”.
Explique brevemente.
Actividad 4
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Presione el botón “show all charges” y vea lo que
sucede.
Actividad 5
Una vez que el globo se cargó
eléctricamente al frotarlo con el suéter, se
le acerca una varilla de vidrio frotada
previamente con seda. ¿El globo se vería
atraído o repelido? Justifique su
respuesta.
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Una vez que el globo se cargó
eléctricamente al frotarlo con el suéter, se
le acerca una varilla de ebonita frotada
previamente con piel de conejo. ¿El globo
se vería atraído o repelido? Justifique su
respuesta.
Actividad 6
M. Del Carmen Maldonado Susano
Actividad 7
Observe la pantalla del simulador 2. Se tienen 3 variables, las
cuales son:
V: diferencia de potencial [V].
R: resistencia eléctrica [ohm].
I: intensidad de corriente eléctrica [A].
Con los botones deslizables, varíe la resistencia eléctrica y la
diferencia de potencial y vea que sucede con la intensidad de
corriente eléctrica.
Fije el valor de la resistencia eléctrica a 330 [ohm] y deslice el
botón de voltaje.
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Simulador 2
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Actividad 8
Varíe la diferencia de potencial (voltaje)
y mida la intensidad de corriente
eléctrica. Registre sus lecturas en la
tabla siguiente.
Actividad 9
Ubique en una gráfica los puntos experimentales obtenidos de la intensidad
de corriente eléctrica I, en función de la diferencia de potencial V.
Actividad 10Obtenga el modelo matemático de la intensidad de corriente eléctrica I, en
función de la diferencia de potencial V, es decir: I = f (V ).
Actividad 11Realice el modelo gráfico de la intensidad de corriente eléctrica I, en
función de la diferencia de potencial V, es decir: I = f (V).
M. Del Carmen Maldonado Susano
Actividades 9, 10 y 11
Gráfica de puntos
I [A]
V [V]
Intensidad de corriente eléctrica
Actividad 10
Obtenga el modelo matemático de la intensidad de corriente
eléctrica I, en función de la diferencia de potencial V, es decir:
I [A] = f (V[V]).
Y = m X + bI(A) = m (I/A) V(V) + b (A)
M. Del Carmen Maldonado Susano
Sustituir el valor de la pendiente y la ordenada al origen
Actividad 11
Trace el modelo gráfico de la intensidad de corriente eléctrica I, en función de la diferencia de potencial V, es decir: I = f (V).
Actividad 12
Ubique en una gráfica los puntos experimentales obtenidos de la diferencia
de potencial V, en función de la intensidad de corriente eléctrica I.
Actividad 13
Obtenga el modelo matemático de la diferencia de potencial V, en función
de la intensidad de corriente eléctrica I, es decir: V = f (I ).
Actividad 14
Realice el modelo gráfico de la diferencia de potencial V, en función de la
intensidad de corriente eléctrica I, es decir: V = f (I ).
Actividades 12, 13 y 14
Gráfica de puntos
V[V]
I [ A ]
Diferencia de potencial
Actividad 13
Obtenga el modelo matemático de la
diferencia de potencial V, en función
de la intensidad de corriente eléctrica
I, es decir: V = f ( I ).
Y = m X + bV(V) = m(V/A) I(A) + b (V)
M. Del Carmen Maldonado Susano
Sustituir el valor de la pendiente y la ordenada al origen
Actividad 14
Trace el modelo gráfico de la
diferencia de potencial V, en función
de la intensidad de corriente
eléctrica I, es decir:
V = f (I).
M. Del Carmen Maldonado Susano
Del último modelo
matemático obtenido,
determine el valor de la
resistencia eléctrica con sus
respectivas unidades en el
SI.
Actividad 15
1) ¿Cuántos tipos de carga eléctrica existen? Con base en la convención
de Benjamín Franklin ¿cómo se denominan? Explique cada una.
2) ¿Qué tipo de cantidad física (escalar o vectorial) es la carga eléctrica y
qué expresa el principio de conservación de la carga?
3) ¿Cuál es el modelo matemático de la diferencia de potencial V en
función de la intensidad de corriente eléctrica I en el resistor utilizado?
4) ¿Cuál es el valor del resistor empleado, con base en el modelo
matemático del inciso anterior?
1) ¿Cómo se denomina la relación encontrada entre la diferencia de
potencial y la intensidad de corriente eléctrica en un resistor?
Cuestionario
Modelo Matemático 1
En la ecuación de la recta, sustituimos las variables.
Nos queda:
𝑌 = 𝑚 𝑋 + 𝑏
I [ A ] = m [ A/V ] V [V] + b [ A ]
I(A) = 0.003 (I/V) V(V) – 0.00004 (A)R² = 1
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0.018
0.02
0 1 2 3 4 5 6 7
I(A
)
V (V)
I [mA]
Modelo Gráfico 1
Modelo Matemático 2
En la ecuación de la recta, sustituimos las variables.
Nos queda:
𝑌 = 𝑚 𝑋 + 𝑏
V [ V ] = m [ V/A ] I [A] + b [ V ]
V(V) = 330.49 (V/I) I(A) + 0.0141 (V)R² = 1
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02
V (
V)
I (A)
V [V]
Modelo Gráfico 2
M del Carmen Maldonado Susano 51
b [V]
Significado físico de m
M del Carmen Maldonado Susano
PresentaciónM. del Carmen Maldonado Susano
Mayverena Jurado Pineda
ApoyoJuan González RuanoÁlvaro Gámez EstradaWendy Robles GuillénJuan Manuel Gil Pérez
Edición
Coordinador de FísicaIng. Gabriel Jaramillo Morales
Jefa de DepartamentoQ. Esther Flores Cruz
Jefa de Academias de LaboratorioQ. Antonia del Carmen Pérez León
Coordinación de Física y Química
10/11/2021 Página 53
M del Carmen Maldonado Susano
Bibliografía
Manual de Prácticas de Física Experimental
Aguirre Maldonado ElizabethGámez Leal RigelJaramillo Morales Gabriel Alejandro
Referencias
Agradecimiento a PHET Colorado por sus simuladores usados en esta práctica