7/25/2019 Carga y Fuerza Elctrica

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DOCENTE:

Lic Freddi Roland Rodriguez Ordoez

FSICA

JAN PERU 2 15

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L I C . F R E D D I R O L A N D R O D R I G U E Z O R D O E Z 2

Es una propiedad de la materia que caracteriza el

estado de electrizacin de un cuerpo. (Se le puedellamar tambin masaelctrica).As cualquiera porcin de la materia o cualquierpartcula est caracterizada por dos propiedadesindependientes fundamentales: masa y carga).La carga elctrica mide el exceso o defecto de loselectrones que tiene un cuerpo.

- + + - +- + -

Cuerpo

DescargadoCuerpo Cargado

NegativamenteCuerpo Cargado

Positivamente

CARGA ELCTRICA

El smbolo de la carga es q

Q

Unidad de carga enel S.I. Coulomb (C)

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Toda la materia est formada por tomos elctricamenteneutros ; tienen cantidades iguales de carga positivas ynegativas .Los tomos estn formados por electrones, protonesy por neutrones, dispuestos de modo que semejan unsistema solar en miniatura .El ncleo central que hace lasveces de sol est formado por neutrones y protones ; ylos electrones hacen las veces de los planetas.

HIPTESIS DE BORH

6 p

6 N

Si consideramos el ncleo como unaesfera, su dimetro es aproximadamentede 10-12cm y los electrones girandistancias del orden de 2x10-8 o 3x10-8cm del centro, segn el numero de

orbitas.Con este modelo se explica fcilmentelo que sucede cuando se cargan loscuerpos .Esto es debido a que se postulatambin que el tomo puede ganar operder electrones.

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Partcula

elemental

Carga (C) Masa (kg)

Electrn (e) -1.6021917x10-19 9.1095x10-31

Protn (p) +1.6021917x10-19 1.67461x10-27

Neutrn (n) 0 1.67492x10-27

CUERPOS CON CARGA

Los electronesque giran ms

lejos delncleo atmicoson ms fcilesde liberarrespecto a losque seencuentran mascerca.

Los protonesrequiere de

gran energapara liberarlodel ncleo, espor ello quedifcilmente sele encuentra

solo.

IN: tomo cuyacarga elctrica se

calcula por ladiferencia entre elnmero de protonesy el nmero deelectrones que

posee.

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CUANTIZACIN DE LA CARGA

Cualquier carga que existe en lanaturaleza es mltiplo entero de la cargadel electrn

; : entero

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OBSERVACIN: Segn nuevas teoras losQUARKSseran partculas con cargas

eq

3e

CUERPO MACROSCPICO: Un cuerpo grande cargadoposee en su interior ms electrones que protones oviceversa.

LEY DE CONSERVACIN DE LA CARGAEn un sistema cerrado si un cuerpo pierdecierta carga, otro cuerpo la adquiere, esedecir solo se redistribuye.

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CARGAS NO PUNTUALES

DISTRIBUCIN LINEAL DE CARGA

Ejemplo: un alambre cargado. Su estudio requiere delparmetro densidad lineal de carga

DISTRIBUCIN SUPERFICIAL DE CARGA:

ejemplo: un disco cargado. Similarmente a la distribucinvolumtrica de carga, aqu se habla de una densidadsuperficial de carga

DISTRIBUCIN VOLUMTRICA DE CARGA:

Una esfera maciza cargada representa un ejemplo de estetipo de carga en general la carga no se distribuyeuniformemente sobre todo el cuerpo, luego se hablar deuna densidad volumtrica de carga que depende de la

posicin, y tal que:

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d

qd r

Z

X

Y

r

z

x

y

ds

dv

qdr

y

z

x

ds

dqr

')'(

dv

dqr

')'(

d

dqr

')'(

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COMO SE DESCARGAN LOS CUERPOS CONECTADOS A TIERRA

Debemos considerar a la Tierra como un cuerpo conductor,

aislado en el espacio y cargado negativamente capaz deceder o admitir electrones. Con esta hiptesis se explica quecuando conectamos a Tierra un conductor cargado positiva onegativamente ste se descargue.

EL ELECTROSCOPIO

Es un dispositivo que permite comprobar si un cuerpo estcargado o no.

PODER DE LAS PUNTAS

Si un cuerpo cargado tiene puntas, la densidad elctrica enellas es muy grande; tanto que la densidad essuficientemente grande, las cargas all acumuladas puedensaltar al aire y cargar elctricamente las molculas gaseosasque son repelidas por las cargas del conductor generndosede esta manera el llamado viento elctrico, capaz de

apagar una vela.L I C . F R E D D I R O L A N D R O D R I G U E Z O R D O E Z

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La fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra acta a

lo largo de la lnea que las une. Esta fuerza varainversamente con el cuadrado de la distancia que las separay es proporcional al producto de las cargas.Ley cuantitativa .- La fuerza es repulsiva si las cargas sondel mismo signo y atractiva en caso contrario.

kConstante de Coulomb: 9x109N. m2/C2

Su valor fue obtenido experimentalmente

mediante Balanzade torsin de Coulomb

21F

2r

1r

1q

2q

z

3

12

122 )(

211

rr

rrF qKq

FUERZA ELCTRICA

Ley de Coulomb o Ley cuantitativa

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Si se tiene varias cargas estticas, la fuerza que ejercen sobreuna partcula cargada colocada cerca de ellas sern igual a laresultante de las fuerzas que ejercen cada una de laspartculas como si las dems no estuvieran presentes.

PRINCIPIO DE LA SUPERPOSICIN

1q

2q

3q

4q

0q 1

F

4F

3F

2F

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La fuerza que una carga no puntual Q ejerce sobre una cargapuntual q ubicada en se halla por mtodos integrales y en lasiguiente forma.Primero se halla la fuerza pequea que un elemento de carga dqejerce sobre q. Por la ley de COULOMB esta es:

FUERZA DEBIDA A UNA CARGA NO PUNTUAL

r

Z

X

Y

dq

r

q

Fd

3

rr

rrqKqd

Fd

dv

rr

rrkqF

3

dsrr

rrkqF

3

d

rr

rrkqF

3

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