miércoles, 9 de octubre de 2013

REPRESENTACIÓN GRÁFICAS DE LAS INTERACCIONES ELÉCTRICAS

Una forma muy útil de esquematizar gráficamente un campo es trazar líneas que vayan en la misma dirección que dicho campo en varios puntos. Esto se realiza a través de las líneas de campo eléctrico, que son unas líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro, de tal modo que dichas líneas son tangentes, en cada punto del espacio donde está definido el campo eléctrico, a la dirección del campo eléctrico en ese punto.
Según la primera ley de Newton, la fuerza que actúa sobre una partícula produce un cambio en su velocidad; por lo tanto, el movimiento de una partícula cargada en una región dependerá de las fuerzas que actúen sobre ella en cada punto de dicha región.
En otras palabras, una carga bajo los efectos de un campo eléctrico no seguirá el camino de la línea de fuerza sobre la que se encontraba originalmente.

Para la construcción de líneas de campo eléctrico se debe tener en cuenta lo siguiente:
- A.- POR CONVENCIÓN, LAS LÍNEAS DEBEN PARTIR DE CARGAS POSITIVAS Y TERMINAR EN CARGAS NEGATIVAS Y EN AUSENCIA DE UNAS U OTRAS DEBEN PARTIR O TERMINAR EN EL INFINITO.
Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de campo eléctrico radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera porque una carga de prueba positiva se desplazaría en esa dirección.
- B.- LAS LÍNEAS DE LOS CAMPOS ELÉCTRICOS JAMÁS PUEDEN CRUSARSE.
Las líneas de campo eléctrico o de campo salen de una carga positiva o entran a una negativa. De lo anterior se desprende que de cada punto de la superficie de una esfera, suponiendo forma esférica para una carga, puede salir o entrar solo una línea de fuerza, en consecuencia entre dos cargas que interactúan solo puede relacionarse un punto de su superficie con solo un punto de la otra superficie, y ello es a través de una línea, y esa línea es la línea de fuerza.
- C.- EL NÚMERO DE CAMPOS ELÉCTRICOS QUE PARTEN DE UNA CARGA POSITIVA O LLEGAN A UNA CARGA NEGATIVA ES PROPORCIONAL A LA CANTIDAD DE CARGA RESPECTIVA.
-  D.- LAS LÍNEAS DE CAMPOS ELÉCTRICOS DEBEN SER PERPENDICULARES A LA SUPERFICIE DE LOS OBJETOS EN LOS LUGARES DONDE CONECTAN CON ELLAS.
Esto se debe a que en las superficies de cualquier objeto, sin importar la forma, nunca se encuentran componentes de la fuerza eléctrica que sean paralelas a la superficie del mismo. Si fuera de otra manera, cualquier exceso de carga residente en la superficie comenzaría a acelerar. Esto conduciría a la aparición de un flujo de carga en el objeto, lo cual nunca se observa en la electricidad estática.




LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

Newton no descubrió la gravedad. Lo que Newton descubrió es que la gravedad era universal. Todos los objetos tiran unos de otros en una forma espléndidamente simple en la que sólo intervienen la masa y la distancia. La Ley de la gravitación universal de Newton dice que todo objeto atrae a todo los demás objetos con más fuerza que, para dos objetos cualesquiera, es directamente proporcional a las masas. Cuanto mayor sean las masas, mayor será la fuerza de atracción que ejerce una sobre otra.


En su teoría de la gravitación universal Isaac Newton (1642-1727) explicó las leyes de Kepler y, por tanto, los movimientos celestes, a partir de la existencia de una fuerza, la fuerza de la gravedad, que actuando a distancia produce una atracción entre masas. Esta fuerza de gravedad demostró que es la misma fuerza que en la superficie de la Tierra denominamos peso.
Newton demostró que la fuerza de la gravedad tiene la dirección de la recta que une los centros de los astros y el sentido corresponde a una atracción. Es una fuerza directamente proporcional al producto de las masas que interactúan e inversamente proporcional a la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad, G, se denomina constante de gravitación universal.

La magnitud de G está dada por la magnitud de la fuerza entre dos masas de 1 kilogramo separadas por una distancia de 1 metro, o sea, 0,0000000000667 Newton. La ley de Gravitación Universal establece:

Todos los cuerpos del universo atraen a todos los demás con una fuerza cuyo valor es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

UNIDADES DE CARGAS ELÉCTRICAS

1.SISTEMA INTERNACIONAL (S.I)

La unidad de carga eléctrica en S.I es el Coulomb (C) que se define como la carga que colocada a un metro de distancia de otra carga, igual en el vacío, la repele con una fuerza de 9 x 10° newtons.



2. SISTEMA C.G.S

La unidad de carga eléctrica es el statcoulomb (stc) que se define como la carga que colocada a 1cm de distancia de otra carga igual, repele a esta carga con la fuerza de 1 dina.


COMPARACIÓN ENTRE LAS INTERACCIONES ELÉCTRICAS Y LAS GRAVITATORIAS

SEMEJANZAS
  • Ambas interacciones son proporcionales al producto de las entidades que interaccionan, que en el caso del campo eléctrico son las cargas eléctricas, y en el caso del campo gravitatorio son las masas, y ambas interacciones son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia.

DIFERENCIAS

  • La interacción eléctrica, puede ser una atracción o una repulsión, mientras que la interacción gravitatoria es siempre una atracción.
  • La interacción gravitatoria parece propagarse a través del espacio con una velocidad infinita. mientras que la interacción eléctrica se propaga con una velocidad finita.

CONDUCTORES, AISLADORES Y SEMICONDUCTORES

CONDUCTORES
Son conductores que al paso de la electricidad son muy bajos. Los mejores conductores son metales, como el oro, el cobre, el hierro, y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la oportunidad de conducir electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas.
Para el transporte de energía eléctrica, a si como para cualquier instalación domestico o industrial, el mejor conductor es la plata.



AISLANTES
Hace referencia a cualquier material que impide la transmisión de la energía en cualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte de energía. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presenta una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,51024 veces. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislante o conductores son muy buenos para evitar los cortocircuitos.



SEMICONDUCTORES

Los semiconductores se encuentran a medio camino entre los conductores y los aislantes, pues en unos casos permiten la circulación de la corriente eléctrica y en otros no.


INTERACCIONES ELÉTRICAS


-la ley de coulomb para las interacciones eléctricas son muy semejantes en forma a la ley de la gravitación universal para las interacciones gravitatorias.
  • en ambos casos la fuerza entre dos cuerpos es inversamente al cuadrado de la distancia que los separas.
  • la fuerza es proporcional al producto de las cargas en el caso de las fuerzas eléctricas, y proporcional al producto de las masa en caso de las fuerzas gravitatorias.
 -Sin embargo, existen algunas diferencias importantes entre ambas:
  • mientras todas las masas se atraen, las cargas eléctricas son de dos tipos (positivas y negativas), y las fuerzas entre ellas pueden ser de atracción (si las cargas son de signos contrarios) o de repulsión (si las cargas son del mismo signo).
  • las interacciones eléctricas son mucho mas intensas que las gravitatorias: las fuerzas eléctricas suelen ser de 10 - 10 veces mayores que las fuerzas gravitatorias. De hecho, las interacciones eleléctricas son las responsables de las interacciones en átomos  y moleculas, mientras que la interaccion gravitatoria resulta ser demasiado debil para justi car estas estructuras: la interaccion eleléctrica es del orden de magnitud requerido para producir el enlace entre átomos  para formar moleculas, o el enlace entre electrones y protones para formar átomos.

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

Sabemos que toda materia está formada por un conjunto de átomos que, a su vez, están constituido por las partículas subatómicas como son: los electrones, los protones y los neutrones.
Elementos


Un elemento químico es toda sustancia pura, por lo que mantiene las mismas propiedades en toda la muestra y presenta una única composición, que no es posible descomponer en otras más simples por métodos químicos habituales.
En la actualidad se conocen más de 100 elementos (las distintas bibliografías no coinciden exactamente en el número), de los cuales 88 son naturales y el resto han sido producidos artificialmente.
Átomos


La materia está constituida por partículas indivisibles por métodos químicos convencionales, llamadas átomos.
Moléculas

La molécula puede definirse como la parte más pequeña de un compuesto (sustancia pura formada por combinación de dos o más elementos químicos) que mantiene sus propiedades químicas. Existen moléculas diatómicas (de dos átomos).


Las propiedades de los compuestos químicos son generalmente muy distintas a la de los elementos que lo componen. Así, por ejemplo, el Cl2 es un gas tóxico y el Na es un metal muy activo y, sin embargo, el cloruro de sodio (NaCl) o sal común, es un compuesto necesario en nuestro organismo.