Hola!

Este blog es creado para ayudarte a entender un poco mas una materia que es considerada por muchos como difícil; LA FÍSICA trataremos de abarcar distintos temas, aunque nos concentraremos mas en los temas relacionados a las Leyes de la electricidad y la relación de esta con el magnetismo. 

Que es la electricidad?

TODO! .. bueno, no todo, pero esta en todos lados, por ejemplo cuando enciendes un foco en tu casa, ahí hay electricidad, cuando llamas a alguien por teléfono, ahí hay electricidad, cuando te encuentras usando una computadora, ahí también hay electricidad!.  Esta, es una forma de energía, por lo tanto se puede transformar y también nos hace la vida muy fácil. 


La electricidad se origina por las CARGAS ELÉCTRICAS, estas pueden encontrarse en reposo(bien quietecitas) o en movimiento(como locas de un lado a otro), y existen dos importantes ramas que se encargan del estudio de estas; La ELECTROSTÁTICA y la ELECTRODINÁMICA 


La  Electrostática , estudia cargas en reposo, es decir la Electricidad estática que es un fenómeno que se debe a la acumulación de  cargas eléctricas  en un objeto.Esta acumulación da lugar a una  descarga eléctrica  cuando dicho objeto se pone en contacto con otro. Un fenómeno electrostático que seguro conoces es un rayo.


La Electrodinámica, estudia cargas en movimiento, esta se divide en 2 que son la electrodinámica clásica y la cuántica, te dejo un link en el que podrás encontrar mayor información.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodin%C3%A1mica 

Continuando el tema de la electricidad, te voy a explicar como se relacionan las cargas entre ellas:


POSITIVAS + POSITIVAS:  Se repelen ( no se quieren )
POSITIVAS + NEGATIVAS: Se atraen ( se quieren(Y) )
NEGATIVAS  + NEGATIVAS: Se repelen ( no se quieren )


Esta atracción se da en el intercambio de protones(positivos) y electrones(negativos), y cuando estos se intercambian de un átomo a otro, se dice que este átomo ha sido cargado electricamente, ya sea por Inducción o por contacto.


Por contacto se produce cuando se frota algún cuerpo cargado negativamente con uno neutro(cargado positivamente) y algunos electrones son cedidos, así queda cargado negativamente


Por inducción no hace falta contacto entre los cuerpos sino uno cargado negativamente atraerá hacia si protones de algún cuerpo neutro a su alrededor. 


La medida internacional de la carga eléctrica es el Coulomb (C)

Mencione en mi ultima publicación a Coulomb, El, fue un gran físico francés que después de realizar una serie de experimentos con una balanza de torsión nos dejo entre su legado una ley muy importante:

La fuerza que ejercen entre si dos cuerpos cargados electricamente, es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. 

Al interpretar esto como una ecuación, quedaría así:

F= k(q1q2)/r^2

F= Fuerza

k= Constante de proporcionalidad 8.99x10^9Nm^2/C^2

q1= Carga 1

q2= Carga 2

r^2= Distancia al cuadrado.

A continuación, un ejemplo muy sencillo con la ecuación de Coulomb, mas abajo dejare 2 ejercicios, trata de hacerlos y mas tarde publico las respuestas y el procedimiento :D


Dos objetos con cargas de +1 y -1 Coulomb están separados a una distancia de 2 metros. Determina la fuerza de atracción que existe entre ellos. 


Se considera ÚNICAMENTE LA MAGNITUD DE LAS CARGAS


La formula es la Siguiente:


F= k(q1q2)/r^2


Sustituimos


F= (8.99x10^9Nm^2/C^2)(1C)(1C)/(2m^2)


F= 2.2ax10^9N


A continuación te dejo 2 ejercicios, en uno de ellos tienes que despejar la formula.


-Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1= =1x10^-6C y q2= = 2.5x10^-6C que se encuentran en reposo en el vacio a una distancia de .05m


-Cual debe ser la distancia entre una carga puntual de q1=26.3C y la carga puntual q2=47.1C para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5.66N

Hola de nuevo :D, te dejo las soluciones a los problemas, mas abajo voy a dejar un Link a un video que te va a mostrar como se hace el despeje para el segundo problema, te vas a dar cuenta que en el video, los valores son expresados en Micro Coulomb, nosotros ya los tenemos en x10^-6 que significa lo mismo :D, SUERTE!

- Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1= =1x10^-6C y q2= = 2.5x10^-6C que se encuentran en reposo en el vacio a una distancia de .05m 


SOLUCION:


F= k(q1q2)/r^2


F= 8.99x10^9Nm^2(1x10^-6c)(2.5x10^-6C)/(o.o5^)^2


F=8.99N


-Cual debe ser la distancia entre una carga puntual de q1=26.3C y la carga puntual q2=47.1C para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5.66N 

SOLUCION:
r =√k.q1.q2/F
r = √8.99x10^9(26.3C)(47.1C)/5.66N
r = 1,402,684.371m
Esas serian las soluciones, comparalas con las tuyas, espero esten iguales :D. Ahora te dejo el link para que cheques el video, nos vemos SALUDOS!

Ahora hablaremos sobre el CAMPO ELÉCTRICO

Este, es un campo físico, representado por un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor "q" sufre los efectos de una fuerza eléctrica    dada por la siguiente ecuación:

 

Se define como una perturbación que modifica el espacio que lo rodea , Se considera un ente no visible pero si medible.

El CAMPO ELECTRICO (E), que existe en un punto es la fuerza electrostatica experimentada por una carga electrica colocada en ese punto y dividida entre la misma:

E=F/q0

Por otra parte al considerar el campo electrico que existe sobre una carga puntual, aplicando la ley de Coulomb y sustituyendo el valor de fuerza tenemos que 

E=k(q1q2)/r^2 (1/q0)

Es decir:

E=kq/r^2

EJEMPLO

- Dos peque;as esferas cubiertas de oro se encuentran separadadas a 12cm. Si las esferas estan cargadas con -3.5μC y 2μC, respectivamente, determina el valor del campo electrico que existe en medio de ellas.

SOLUCION:

El campo electrico de las esferas sera igual a:

E= (kq1/r1^2) + (kq2/r2^2)

Considerando que  la separacion entre ellas es la misma, es decir r1=r2=r, el calculo debe realizarse en la parte media de la separacion, por lo tanto:

E: k/r^2(q1+q2)

E= 98.99x10^9Nm^2/C^2)/(6x10^-2m)^2 (3.5x10^-6+2x10^-6C)

E= 14x10^6N/C

Aquí te voy a dejar otro link, esta ves, con problemas sobre Campo Eléctrico, también están resueltos, espero esta técnica de ayude, primero estudialos, y después resuelvelos tu mismo :D

http://www.fisica-facil.com/Temario/Electrostatica/Ejercicios/Ejer-Campo1/ejer-campo1.htm

Se que el campo eléctrico es algo complejo, pero te aconsejo que no te rindas, lo mas importante es que tienes que ser constante y tratar y tratar, cuantas veces sea necesario, Recuerda que la Practica hace al Maestro, y mientras mas lo intentes, mas se te va a facilitar. 


Pasando a otro tema, cuando hablamos de campo eléctrico, también debemos mencionar 2 subtemas muy importantes; EL POTENCIAL ELÉCTRICO y LA CORRIENTE ELÉCTRICA.


El POTENCIAL ELÉCTRICO en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva "q" desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria "q" desde la referencia hasta el punto considerado en la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa así:





EJEMPLO


-Cierta cantidad de fuerza mueve un partícula, la cual tiene una carga de 20nC en un campo eléctrico; si la fuerza genera 60nJ de trabajo sobre la carga, determina el valor de la diferencia de potencial que existe en la carga bajo estas condiciones.




V=60x10^-9J/ 20x10^-9C = 3V


 Aquí incluyo nuevamente un link con diferentes ejercicios, notaras que van de poco complejos a mas complejos . ÉXITO


http://www.fisica-facil.com/Temario/Electrostatica/Ejercicios/Ejer-Potencial/ejer-potencial.htm

 CORRIENTE ELÉCTRICA


La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material y se expresa en C/s y a esta unidad se le denominada AMPERIO . Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, este fenómeno, puede ser aprovechado en un electroiman. 


Se le define como la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección transversal de un conductor por unidad de tiempo:

I=q/t

EJEMPLO:

- A través de un rayo que toca el piso en una milésima de segundo fluye una carga de 35 Coulomb. Determina la corriente eléctrica.

I=35C/1x10^-3s = 3.5x10^4 A

También para este tema te dejo ejercicios :), ACLARO, la pagina de la que pongo los links no me pertenecen, son algunas que yo encontré y me ayudaron a comprender mejor

http://www.fisica-facil.com/Temario/Electromagnetismo/Ejercicios/Ejer-Corriente/Ejer-Corriente.htm