Interacciones Electricas Fisica (autoguardado).docx

República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Educación. U. E. P San Ignacio de Loyola. Año: 5to año A.

Interacciones Eléctricas

Integrante: Sarai Villalobos.

INTRODUCCIÓN

A través de la presente investigación se les va a dar a conocer un tema de importancia a saber y a estudiar para ustedes los estudiantes de secundaria que respecta en conocer las cosas sobre las interacciones eléctricas, su clasificación y sus tipos, además de otras nutritivas cosas que deben aprender derivadas del tema central; tales como: 

La evolución histórica de las interacciones electromagnéticas, para adquirir conocimientos acerca de cómo se descubrió y como iban desarrollándose al pasar el tiempo.



Todo lo que respecta a los átomos, incluyendo su constitución y sus diferentes modelos.



Todas las propiedades de las cargas eléctricas y la definición de las mismas.



También investigaremos sobre los materiales conductores y los materiales aislantes, tanto sus definiciones como sus clasificaciones.

Sin embargo, esto no es lo único que investigaremos, ahondaremos más en el tema conociendo diversas definiciones muy importantes para comprender el mismo. La razón por la que se realiza este trabajo es para que puedan adquirir nuevos conocimientos y aclarar dudas al respecto, además de ser una actividad puesta por la profesora Luimig Rivera. Se espera que al terminar la lectura de este trabajo, sea fácil comprender y tener una idea clara y general de lo qué se trata en este tema, pero sobre todo, lo que se busca es que puedan adquirir un nuevo aprendizaje y que lo entiendan claramente.

ÍNDICE

1. Definición de interacciones eléctricas y su clasificación. 2. Evolución histórica de las interacciones electromagnéticas. 3. Átomos: constitución y modelos. 4. Las cargas eléctricas y sus propiedades. 5. Materiales conductores y materiales aislantes: definición y clasificación. 6. Explica la electrización de los cuerpos. 7. El campo eléctrico y flujo del campo eléctrico. 8. Defina: a. Dipolo eléctrico. b. Energía potencial. c. Potencial eléctrico. d. Capacidad eléctrica. e. Condensadores.

1. Interacciones eléctricas y su clasificación.

Primeramente, una interacción es una acción que ocurre de forma recíproca entre dos o más sistemas, objetos, sustancias, personas o agentes; donde se produce atracción o repulsión.

Ahora sí, dejando lo primero claro, comenzaremos a contar la historia de cómo se descubrieron las interacciones eléctricas y en cómo se clasificaban:

En el año 1600, el médico inglés William Gilbert se dio cuenta de que la electrificación es un fenómeno general y que no se limita tan solo al ámbar.

Más

adelante, Benjamín

Franklin

determinó

que

las

interacciones eléctricas responden a la existencia de una propiedad de la materia que denominó carga eléctrica; además, luego de sucesivos experimentos con caucho y vidrio, constató que hay dos tipos de carga eléctrica. Esta fue su conclusión después de observar que si se frota una barra dura de caucho contra la piel y luego se suspende de un hilo, y, paralelamente, se frota una barra de vidrio contra una tela de seda y luego se acerca a la barra de caucho, observaremos que existe una fuerza de atracción entre ambas barras (tienden a juntarse); mientras que si se acerca una de las barras de caucho a otra que también haya sido frotada contra la piel, podremos observar que entre ellas hay una fuerza de repulsión (tienden a separarse).

Lo anterior implica que existen dos estados de electrificación. Para diferenciarlos, Franklin les dio el nombre de estados de carga positiva (+) y carga negativa (-). Así y de acuerdo con la convención adoptada por él, decimos que la carga eléctrica del vidrio es positiva y la carga eléctrica del caucho, negativa. Y también de acuerdo con esto decimos que: “las cargas iguales se repelen, y las cargas de signo contrario se atraen”.

Esto quiere decir, que cuando se repele o se unen los objetos, dependiendo de sus cargas, ocurre una interacción eléctrica.

2. Evolución histórica de las interacciones electromagnéticas.

El fenómeno del magnetismo se conoce desde tiempos antiguos. La piedra imán o magnetita, un óxido de hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, ya era conocida por los griegos, los romanos y los chinos.

Las fuerzas eléctricas, magnéticas, la gravedad, y las llamadas fuerzas débiles y fuertes son las cinco fuerzas conocidas de la física. La gravedad es dominante a una escala planetaria y estelar, mientras que las fuerzas débiles y fuertes son importantes dentro del núcleo de los átomos; las fuerzas eléctricas y magnéticas son fundamentales en el intermedio.

El electromagnetismo abarca tanto la electricidad como el magnetismo y es básico para todo circuito eléctrico y magnético.

Tales de Mileto, matemático, astrónomo y filósofo griego observo que al frotar el ámbar con seda se producían chispas y el ámbar adquiría la capacidad de atraer partículas de pelusa y de paja. La palabra griega para el ámbar es el electrón, de ella se deriva las palabras electricidad, electrón y electrónica. Noto la fuerza de atracción entre trozos de una roca magnética natural llamada piedra de imán que se encontró en un lugar llamado magnesia, de cuyo nombre se derivan las palabras magneto y magnetismo. En el siglo XIII, el erudito francés Petrus Peregrinus realizó importantes investigaciones sobre los imanes. Tales de Mileto fue pionero en la electricidad y el magnetismo, pero su interés como el de otros contemporáneos era más filosófico que práctico. Sin embargo, el primer estudio científico de los fenómenos eléctricos no apareció hasta el 1600 d.C., cuando se publicaron las investigaciones del médico británico, William Gilbert de Inglaterra quién realizo los

primeros experimentos sistemáticos acerca de los fenómenos eléctricos y magnéticos describiéndolo en su libro de magneto. Invento el electroscopio para medir los efectos electroestáticos primero en reconocer que la tierra era un gigantesco imán, proporcionando una nueva visión dentro de los principios de la brújula y la aguja.

La primera máquina para producir una carga eléctrica fue descrita en 1672 por el físico alemán Otto Von Guericke. Estaba formada por una esfera de azufre movida por una manivela, sobre la que se inducía una carga cuando se apoyaba la mano sobre ella. El científico francés Charles François de Cisternay Du Fay fue el primero en distinguir claramente los dos tipos diferentes de carga eléctrica: positiva y negativa. El condensador más antiguo, la botella de Leyden, fue desarrollado en 1745. Estaba formado por una botella de vidrio recubierta por dos láminas de papel de estaño, una en el interior y otra en el exterior. Si se cargaba una de las láminas con una máquina electrostática, se producía una descarga violenta si se tocaban ambas láminas a la vez.

En 1750 Benjamín Franklin científico estadounidense, estableció la ley de la conservación de la carga en experimentos hechos con electricidad, que condujeron a su invención del pararrayos determinando que existían cargas positivas y negativas.

La ley de que la fuerza entre cargas eléctricas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas fue demostrada experimentalmente por el químico británico Joseph Priestley alrededor de 1766. Priestley también demostró que una carga eléctrica se distribuye uniformemente sobre la superficie de una esfera metálica hueca, y que en el interior de una esfera así no existen cargas ni campos eléctricos.

Más adelante el francés Charles de Coulomb invento la balanza de torsión que mide las fuerzas eléctricas y magnéticas y durante este

periodo Karl Friedrich gauss, formulo el teorema de la divergencia relacionando un volumen y su superficie. En 1800 Alejandro volta (italiano) invento la pila voltaica, conectando varias en serie, y que con baterías podían producirse corrientes eléctricas.

Hans Cristian Oersted (1819) físico danés encontró que un alambre por el que fluyera corriente, provocaba la desviación de la aguja de una brújula cercana, descubriendo que la electricidad podía producir magnetismo.

Alessandro Volta (a quien Napoleón nombró conde por su trabajo en el campo de la electricidad) es famoso por fabricar la primera pila eléctrica, conocida como pila voltaica. Volta, profesor de física y gran experimentador, realizó muchas otras contribuciones a la ciencia, como la invención del electróforo, un aparato para generar cargas estáticas. La unidad de potencial eléctrico, el voltio, recibe este nombre en su honor.

Los físicos italianos Luigi Galvani y Alessandro Volta llevaron a cabo los primeros experimentos importantes con corrientes eléctricas. Galvani produjo contracciones musculares en las patas de una rana aplicándoles una corriente eléctrica. En 1800, Volta presentó la primera fuente electroquímica artificial de diferencia de potencial, un tipo de pila eléctrica o batería. En esta misma época, el alemán George Simón Ohm formulo la ley que lleva su nombre relacionando la corriente, el voltaje y la resistencia; tuvo que pasar una década para que los científicos comenzaran a reconocer su verdad e importancia.

De todo esto surgió Michael Faraday demostrando que un campo magnético cambiante podía producir una corriente eléctrica. Mientras que Oersted encontró que la electricidad podía producir magnetismo, Faraday descubrió que el magnetismo podía producir electricidad las investigaciones experimentales de Faraday, posibilitaron a James Clek Maxwell, profesor de la universidad de Cambridge, Inglaterra, establecer la interdependencia de la electricidad y el magnetismo. En 1873 publico

la primera teoría unificada de electricidad y magnetismo. Postulo que la luz

era

de

naturaleza

electromagnética

y

que

la

radiación

electromagnética de otras longitudes de onda debía ser posible. Aunque las ecuaciones de Maxwell son de gran importancia y, junto con condiciones en la frontera de continuidad y otras relaciones auxiliares son la base del electromagnetismo moderno. Algunos científicos del tiempo de Maxwell fueron escépticos de su teoría, y en 1888 fueron vindicadas por Heinrich Hertz, profesor de física en Karls Ruhe, Alemania quien generó y detectó ondas de radio de cerca de 5 metros de longitud de onda, demostró que con un transmisor y receptor de chispa o señal, excepto por la diferencia en la longitud de onda, la polarización, la reflexión y la refracción de las ondas de radio eran idénticas a las de la luz. Hertz fue el padre de la radio, pero su invento permaneció como una curiosidad de laboratorio hasta que el italiano Guglielmo Marconi adaptó el sistema de chispa de Hertz para enviar mensajes a través del espacio. Marconi al agregar la sintonización, una antena grande sistemas de tierra, y longitudes de onda más largas pudo enviar señales a grandes distancias.

En 1901 causo sensación al enviar señales de radio a través del océano atlántico. Marconi fue pionero en el desarrollo de la comunicación por radio para barcos. Antes de la radio o comunicación inalámbrica, como se le llamaba entonces, las naves estaban en alta mar en él más completo aislamiento. Podía ocurrir un desastre sin que nadie en tierra o en otras naves pudiera ser avisado de lo ocurrido. Marconio inició un cambio con su invento y la radio comenzó a desarrollar una gran importancia comercial. Más adelante Thomas Alba Edison dio a la electricidad y al magnetismo aplicaciones prácticas para la telegrafía, la telefonía,

la

iluminación

y

la

generación

de

potencia.

Nikola

Tesla desarrolló la transmisión de potencia alterna e inventó el motor de inducción. Más adelante Einstein y otros trataron de relacionar las cinco fuerzas de la física en una gran teoría unificada en la que las ecuaciones de Maxwell serían un caso especial. Pero tal unificación no ha sido

lograda todavía, sin embargo, su realización es una de las grandes metas de la física moderna.

Los estudios posteriores sobre el magnetismo se centraron cada vez más en la comprensión del origen atómico y molecular de las propiedades magnéticas de la materia. En 1905, el físico francés Paul Langevin desarrolló una teoría sobre la variación con la temperatura de las propiedades magnéticas de las sustancias paramagnéticas, basada en la estructura atómica de la materia. Esta teoría es uno de los primeros ejemplos de la descripción de propiedades macroscópicas a partir de las propiedades de los electrones y los átomos. Posteriormente, la teoría de Langevin fue ampliada por el físico francés Pierre Ernst Weiss, que postuló la existencia de un campo magnético interno, molecular, en los materiales como el hierro. Este concepto, combinado con la teoría de Langevin, sirvió para explicar las propiedades de los materiales fuertemente magnéticos como la piedra imán.

Después de que Weiss presentara su teoría, las propiedades magnéticas se estudiaron de forma cada vez más detallada. La teoría del físico danés Niels Bohr sobre la estructura atómica, por ejemplo, hizo que se comprendiera la tabla periódica y mostró por qué el magnetismo aparece en los elementos de transición, como el hierro, en los lantánidos o

en

compuestos

que

incluyen

estos

elementos.

Los

físicos

estadounidenses Samuel Abraham Goudsmit y George Eugene Uhlenbeck demostraron en 1925 que los electrones tienen espín y se comportan como pequeños imanes con un momento magnético definido. El momento magnético de un objeto es una magnitud vectorial que expresa la intensidad y orientación del campo magnético del objeto. El físico alemán Werner Heisenberg dio una explicación detallada del campo molecular de Weiss en 1927, basada en la recientemente desarrollada mecánica cuántica. Más tarde, otros científicos predijeron muchas estructuras atómicas del momento magnético más complejas, con diferentes propiedades magnéticas.

3. Átomos: constitución y modelo.

Un átomo es la unidad de partículas más pequeñas que puede existir como sustancia simple (elemento químico), y que puede intervenir en una combinación química. Su término en griego significa “no divisible”, propuesto por Demócrito y Leucipo, quienes suponían que la materia estaba formada por partículas indivisibles e indestructibles. En otras palabras, es la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido, sin perder sus propiedades químicas.

En el momento que se bautizaron estas partículas se creía que efectivamente no se podían dividir, aunque hoy en día sabemos que los átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las llamadas partículas subatómicas.

Sus partículas fundamentales:

Las partículas fundamentales son el electrón, el protón y el neutrón, ya que son necesarias y suficientes para construir un modelo atómico aceptable y satisfactorio. – Electrón: » Masa muy pequeña, depreciable respecto a la de las otras partículas. » Carga eléctrica negativa. – Protón: » Masa muy grande, unas dos mil veces la del electrón. » Carga eléctrica positiva de igual valor que la del electrón. – Neutrón: » Masa muy grande, similar a la del protón. » No tiene carga eléctrica.

Su constitución:

La notación utilizada para representar a los átomos es: – X: Símbolo del elemento químico. – Z: Número atómico. » Es el número de protones que hay en el núcleo. » Si el átomo es neutro, también es el número de electrones. – A: Número másico. » Es el número de partículas pesadas que hay en el núcleo. » Se obtiene sumando el número de protones y de neutrones. • Los iones se producen por pérdida o ganancia de electrones por el átomo. • Los átomos de un elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico. • Isótopos: son los diferentes tipos de átomos de un mismo elemento. Tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, es decir, se diferencian en el número de neutrones.

Modelos atómicos:

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo que trata de explicar su comportamiento y propiedades.

Primeros modelos atómicos Dalton y Thomson: • Dalton: – Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas, e indivisibles llamadas átomos. – Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en cualquier otra propiedad. – Los compuestos químicos están formados por moléculas, todas iguales entre sí. Es decir, las moléculas se forman por la unión de varios átomos.

– En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, sólo cambia la manera en que están unidos. Las reacciones químicas son pues una redistribución de los átomos. • Thomson: – El átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como pasas en un budín.

Modelo atómico de Rutherford:

El átomo está constituido por: • Núcleo, donde se encuentran los protones. • Corteza, donde orbitan los electrones.

Debilidades del modelo: – No se incluyen los neutrones en el modelo (aún no se habían descubierto), no obstante, Rutherford predice su existencia. – El electrón girando alrededor del núcleo no es estable, pues una carga acelerada emite radiación, con lo que perdería energía y acabaría cayendo al núcleo. – Hay continuidad en el átomo, es decir, el electrón puede estar en cualquier sitio, alrededor del núcleo, lo cual está en contradicción con algunas propiedades atómicas.

Modelo atómico de Bohr:

Postulados: – El átomo está constituido por el núcleo, donde se encuentra los protones y neutrones, y alrededor, en la corteza, giran los electrones en órbitas circulares. – Sólo son posibles algunas órbitas, llamadas estacionarias. – El electrón puede saltar de unas órbitas a otras, emitiendo o absorbiendo la correspondiente energía en forma de radiación.

Configuración electrónica: – Nos dice cómo se distribuyen los electrones en las diferentes capas y niveles del átomo.

4. Las cargas eléctricas y sus propiedades.

En el campo de la física, la carga eléctrica es una propiedad de la materia que es responsable de producir interacciones electrostáticas. La materia está compuesta de átomos que a su vez se componen por electrones que

poseen

una carga

eléctrica

negativa y

los protones que poseen una carga eléctrica positiva. Los protones se encuentran en el núcleo del átomo y los electrones en la corteza girando en torno al núcleo.

Ejemplos de carga eléctrica: 

Si se frota un globo con el cabello y luego se acerca a la pared, el globo permanecerá pegado a esta, a causa de la fuerza eléctrica de atracción entre la pared y el globo.



La fricción de las nubes y con el aire produce que las nubes se carguen de electricidad y que luego se produzcan descargas eléctricas en el aire.



Luego de peinarse es posible levantar pedazos pequeños de papel con el peine. Esto sucede porque le peine se carga de los electrones del cabello que son negativos y luego atraen las cargas del papel y por eso se adhieren al peine.



Al frotar una cuchara de plástico con una franela, la cuchara adquiere una carga negativa. Si luego acercamos la cuchara a un chorro de agua, la caída de agua se desviará debido a que la carga negativa del agua y de la cuchara se rechazan. Las cargas eléctricas cuentan con las siguientes propiedades:



Es una magnitud cuantizada, lo que quiere decir que cualquier cuerpo es siempre un múltiplo del valor de “e”.



Existen dos tipos de cargas, las positivas (cuando existen menos electrones que protones), las negativas (cuando existen más electrones que protones). Las cargas iguales se rechazan y las distintas se atraen.



La fuerza de atracción o repulsión entre las cargas varía con el inverso cuadrado de su distancia de separación.



Las cargas eléctricas ni se crean ni se destruyen porque su valor es constante.



Las cargas que permiten el movimiento

por la superficie de

determinados cuerpos reciben el nombre de conductores y las que no lo permiten, se conocen como aislantes. 5. Materiales

conductores

y

materiales

aislantes:

definición

y

clasificación.

Materiales conductores:

Son aquellos materiales susceptibles de transmitir la electricidad. Normalmente, un buen conductor eléctrico también será un buen conductor del calor. La mayoría de los metales son buenos conductores. La plata, el cobre y el oro se encuentran entre los mejores. Estos materiales tienen un gran número de electrones libres, es decir, que se encuentran débilmente unidos a los núcleos de sus átomos, y están en posibilidad de moverse libremente a través del material; por esta razón, cuando se cargan en una pequeña área, la carga se distribuye sobre la superficie exterior del conductor. Si establecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería la tubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.

En los conductores metálicos la conducción es electrónica, es decir, los portadores de cargas son electrones libres. Pertenecen a este grupo los metales y aleaciones. Se suele hablar en estos casos de conducción metálica. En los conductores electrolíticos la conducción es iónica; pertenecen a este grupo los llamados electrolitos, es decir, los ácidos (bases o sales, disueltos o fundidos). Las moléculas de estas

sustancias, cuando se disuelven o funden, se disocian total o parcialmente formando iones negativos o positivos, y estos iones son portadores de cargas. En estos casos, el paso de la corriente eléctrica corresponde a un desplazamiento de material, y viene acompañada de una reacción química.

En los conductores metálicos la electricidad circula a través de la materia, mientras

que en los conductores electrolitos circula con la

materia. Los gases pertenecen a un tercer grupo de conductores, los conductores gaseosos; en estado normal, los gases no son conductores, pero pueden convertirse relativamente en buenos conductores cuando están ionizados. Normalmente no se utilizan los gases para conducir corriente, salvo en casos muy especiales. La conducción a través de los gases no cumple la Ley de Ohm. Materiales aislantes:

Son aquellos materiales que dificultan o impiden la transmisión de la electricidad (y del calor también, normalmente) ya que poseen muy pocos electrones libres para realizar esta tarea; es por ello que se pueden cargar localmente, pues un exceso de carga en ellos no se distribuye en toda la superficie del material como en el caso de los conductores. Algunos ejemplos de ellos son: el vidrio, la madera, el aire, el papel, la porcelana, los plásticos, etc. No se conocen aislantes perfectos; si cualquiera de ellos se somete a voltajes muy elevados, se “rompen eléctricamente”, es decir, pueden llegar a conducir electricidad. Los

aislantes

también

reciben

el

nombre

de no

conductores o dieléctricos.

En los circuitos eléctricos normales suelen usarse

plásticos como

revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos internos de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con aglutinador plástico. En los equipos

electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con vidrio, porcelana u otro material cerámico.

La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y poliestireno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas. Entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxy y los puliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.

6. Explica la electrización de los cuerpos.

Es uno de los fenómenos que estudiar la electrostática. Es el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.

Existen tres formas de electrizar un cuerpo: 

Por frotamiento: El cuerpo menos conductor extrae electrones de las capas exteriores de los átomos del otro cuerpo quedando cargado negativamente y el que pierde electrones queda cargado positivamente.

Ejemplos:

-

Un globo lo frotas en tu cabeza y luego lo pones cerca de la cabeza de una persona, verás que su cabello se levanta.

-

Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda.

-

Frotar un bolígrafo con la ropa y atraer trozos de papel picado.



Por contacto: El que tiene exceso de electrones (-) traspasa carga negativa al otro o el que tiene carencia de ellos (+) atrae electrones del otro cuerpo quedando ambos con igual tipo de carga. Por ejemplo, si se pone en contacto una varilla cargada con un cuerpo neutro, se transferirá la carga a este. Si el cuerpo es un buen conductor, la carga se dispersara hacia todas las partes de su superficie, debido a que las cargas del mismo tipo se repelen entre sí. Si es un mal conductor, es posible que sea necesario hacer que la varilla toque varios puntos del cuerpo para obtener una distribución más o menos uniforme de la carga.



Por inducción: Al acercar un cuerpo cargado al conductor neutro, las cargas eléctricas se mueven de tal manera que las del signo igual al del cuerpo cargado se alejan en el conductor y las de signo y las de signo contrario se aproximan al cuerpo cargado, quedando el conductor polarizado. Por ejemplo, podemos cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla cargada. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de esta; como resultado, el lado lejano de las esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquella y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. La carga por inducción no se restringe a los conductores, si no que se puede presentar en todos los materiales.

7. El campo eléctrico y flujo del campo eléctrico.

El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa.

El matemático y físico alemán Karl Friederich Gauss (1777-1855) estableció una relación entre el número de líneas de campo eléctrico que atraviesan una superficie cerrada y la carga almacenada en su interior. El flujo eléctrico o flujo del campo eléctrico (ΦE) es una magnitud escalar que representa el número de líneas de campo que atraviesan una determinada superficie. Su unidad en el Sistema Internacional es el newton por metro cuadrado y por culombio (N·m2/C).

Esta definición comprende dos conceptos importantes: 

Por un lado, el número de líneas de fuerza, que como ya estudiamos anteriormente es siempre proporcional al módulo de la intensidad del campo eléctrico.



Por otro, la superficie que atraviesan dichas líneas de fuerza. Cada superficie plana se puede representar por medio de un vector S→ que se caracteriza porque: o

S→ es siempre perpendicular a dicha superficie.

o

El módulo de S→ equivale al área de la superficie.

8. Defina: a. Dipolo eléctrico: Las líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales de igual magnitud pero de signos opuestos son conocidas como dipolo eléctrico, es un

sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí. Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes dieléctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materiales conductores, en los aislantes los electrones no son libres. Al aplicar un campo

eléctrico

a

un

dieléctrico

aislante

éste

se polariza dando lugar a que los dipolos eléctricos se reorienten en la dirección del campo disminuyendo la intensidad de éste. Es el caso de la molécula de agua, aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo. Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno. La carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes. b. Energía potencial: La energía potencial es una energía que resulta de la posición o configuración del objeto. Un objeto puede tener la capacidad para realizar trabajo como consecuencia de su posición en un campo gravitacional (energía potencial gravitacional), un campo eléctrico (energía potencial eléctrica), o un campo eléctrico (energía potencial magnética). Puede tener energía potencial elástica como resultado de un muelle estirado u otra deformación elástica.

c. Potencial

eléctrico:

El potencial

eléctrico o potencial

electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. Matemáticamente se expresa por:

V= W/q Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del Sistema Internacional es el voltio (V).

d. Capacidad eléctrica: Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. e. Condensadores:

es

un

en electricidad y electrónica,

dispositivo pasivo, capaz

de

utilizado almacenar

energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una

van

a

parar

a

la

otra)

separadas

por

un

material dieléctrico o por la permisividad eléctrica del vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente, al ser introducido en un circuito, se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

CONCLUSIÓN

Para dar por finalizada esta investigación se puede decir que todas estas cosas que se explicaron son muy importante para ustedes puesto que conocen más sobre temas que se verán en este segundo lapso, se van abriendo paso a la adquisición de conocimientos referentes a la materia de física, para ser mas enfáticos en lo que tiene que ver con las interacciones eléctricas.

De la misma manera, se hace énfasis en todo lo que respecta a la electrización de los cuerpos y las diferentes formas que esta se puede presentar, se habla sobre los materiales conductores y aislantes, sobre el átomo recordando que es la partícula más pequeña en la que puede ser divido un elemento y abarcamos toda la evolución histórica de las interacciones electromagnéticas, entre otras cosas que será de mucha ayuda para ustedes en este año escolar.

Con esto, se dice que este trabajo ha sido de provecho para obtener un aprendizaje general de todo lo que respecta a las interacciones eléctricas y todo lo que respecta a ellas.

BIBLIOGRAFÍA



https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico



https://es.wikiversity.org/wiki/Introducci%C3%B3n_a_la_F%C3%A Dsica/Potencial_El%C3%A9ctrico



https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctrica



http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pegrav.html



http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad_cargas_Interaccio n.html



https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica