fisica- resumen - ii
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Una carga Q junto a otra carga q’ generan una fuerzadeterminada por:
Este Campo eléctrico se representa por líneas, que atraviesan elespacio, pero si estudiamos es numero de líneas que atraviesan undeterminado área, otenemos el flujo de líneas:
!i la carga ", q’ no e#istiera, la carga Q manifestara uncampo eléctrico determinado por la siguiente ecuaci$n
%a fuerza es un vector
El campo es un vector
r r
qQk F ˆ.
2
′=
C
N
q
F E unidades ;= r
r
Qk E ˆ.2
=
∫ ==o
QdA E
ε
φ .2
-12
0 2
1 C8.85 x 10
4 N mk
ε
π
= =
⋅
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El potencial eléctrico es el traajo que podría realizaruna Carga Q, para llevar una carga q’ de un punto a otro
Este potencial eléctrico se traduce en Energía potencial Eléctrica, si loevaluamos en una carga q’
&esolviendo
Un potencial de un volt en un punto dado
significa que una carga de un coulomcolocada en dic'o punto e#perimentará unaenergía potencial de un joule(
Un potencial de un volt en un punto dado
significa que una carga de un coulomcolocada en dic'o punto e#perimentará unaenergía potencial de un joule(
)oules
∫ −= dr E V . r r
Q
k E ˆ.2=
r
Qk V = 1 joule
; 1 volt =1 coulomb
U V
q
=
''. q
r
Qk V q =
r
Qqk U
'=
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*iferencia de +otencial
*iferencia de potencial: V AB = V A - V B
*iferencia de potencial: V AB = V A - V B
raajo-. / q(V A – V B ) Trabajo POR el campo E
raajo-. / q(V A – V B ) Trabajo POR el campo E
El campo eléctrico tiene una analogía con el campo gravitacional,&ecordemos que el traajo realizado por la gravedad es ladiferencia de energía potencial(
+lacas paralelas
V AB = Ed
V AB = Ed
%a diferencia de potencial entre dos placasparalelas cargadas opuestamente es el productode E 0 d ( 1El campo 0 la distancia2
%a diferencia de potencial entre dos placasparalelas cargadas opuestamente es el producto
de E 0 d ( 1El campo 0 la distancia2
3- 4 4 4 4
5 5 5 53.
E+q
F = qE
EpW ∆−= 12! hhmg Ep −=∆
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Capacitancia
%a capacitancia C de un conductor se define como la raz$n de la
carga Q en el conductor al potencial 3 producido(
%a capacitancia C de un conductor se define como la raz$n de lacarga Q en el conductor al potencial 3 producido(
Capacitancia de conductor esférico
!C; !"
!#
Q coulombC farad
V volt = =
2;
kQ kQ E V
r r = =
04C r πε =
04
Q QC
V Q r πε
= =
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Capacitancia de placas paralelas
d
Área A+Q
-Q
+ara estas dos
placas paralelas:
0
V Q E
d Aε
= =
0
Q AC V d
ε = =
d
V E
V
QC ==
A
Q E
oo ε ε
φ ==
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6enor separaci$n de placas sincontacto(
-umenta la capacitancia de uncapacitor(
!e pueden usar voltajes más altossin descarga disruptiva(
Con frecuencia permite ma0orresistencia mecánica(
6enor separaci$n de placas sincontacto(
-umenta la capacitancia de un
capacitor( !e pueden usar voltajes más altos
sin descarga disruptiva(
Con frecuencia permite ma0orresistencia mecánica(
#entajas de los diel$ct%icos
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Inserción de dieléctrico
&&
&
&&
&
C o V o E o ε ο
&'
-'
&&
&'
-'
diel$ct%icoai%e
(umenta )e%mitividad
>o
(umenta ca)acitancia
C > C o
*isminu+e el voltaje
V < V o
*isminu+e el cam)o
E < E o
,nse%cin de
diel$ct%ico
,ual '
' = 'o
C V E ε
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%os circuitos eléctricos con frecuencia contienen doso más capacitores agrupados juntos 0 unidos a unafuente de energía, como una atería(
%os siguientes símolos se usan con frecuencia:
+
ca)acito%
+
-
-+ - + -- + - + -
tie%%a bate%/a
-+
Símbolos de circuito eléctrico
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V = V 1 + V 2 + V 3
1= 2 = 3
44
55
44
44
55
55
C7 C" C8
V 7 V " V 8
Ce equivalente
paracapacitores en
serie:
Capacitancia equivalente: serie
;Q Q
C V V C
= =
1 2
1 2
QQ Q Q
C C C C = + +
1 2
1 1 1 1
eC C C C = + +
1
1 1!
"e "C C =
= ∑
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Circuitos en paralelo
%os capacitores que están todos conectados a la mismafuente de potencial se dice que están conectados enparalelo( 3ea a continuaci$n:
Capacitores en paralelo: 94 a 4 5 a 5;
C" C8
C7 4 4
55
4 4
55
4 4
55Cargas:
Q / Q7 4 Q" 4 Q8
3oltajes:3 / 37 / 3" / 38
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Corriente eléctrica%a corriente eléctrica < es la tasa delflujo de carga Q a través de una
secci$n transversal - en una unidadde tiempo t(
Un ampere - es la carga que flu0e a la tasa de un coulom porsegundo(
%íneas de
transmisi$n
.atería
=enerador e$lico
Una fuente de fuerza electromotriz 1fem2 es un dispositivoque usa energía química, mecánica u otra para proporcionarla diferencia de potencial necesaria para corriente eléctrica(
Fuerza electromotriz
Q #
t =
1C1 (
1 s
=
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Ley de Om
%a le0 de >'m afirma que la corriente < a través de unconductor dado es directamente proporcional a ladiferencia de potencial 3 entre sus puntos e#tremos(
%a le0 de >'m permite definir la resistencia & 0 escriirlas siguientes formas de la le0:
; ;V V
# V #$ $ $ #
= = =
V # %hmde &e ∝=
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!otencia eléctrica
%a potencia eléctrica P es la tasa a la que segasta la energía eléctrica, o traajo por unidadde tiempo(
V q
V
+ara cargar C: raajo / q3
!ustitu0a q = !" # entonces:
P = V!
!
V#t '
t =
t
q #
t
qV
t
(raba)o ' === e
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C"lculo de potencia
-l usar la le0 de >'m, se puede encontrar lapotencia eléctrica a partir de cualquier parde los siguientes parámetros: corriente ! ,
voltaje V 0 resistencia R(
%e0 de >'m: V = !R
2
2; ; V ' V# ' # $ ' $
= = =
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#esistencia equivalente: Serie
%a resistencia equivalente &e de algunosresistores conectados en serie es igual a lasuma de las resistencias individuales(
V T = V 1 + V 2 + V 3 $ (V = !R)
<&e / <7&74 <"&" 4 <8&8
Pero% % % ! T
= ! 1
= ! 2
= ! 3
Re = R1 + R2 + R3Re = R1 + R2 + R3
R1
!
V T
R2
R3
&esistencia equivalente
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V T = V 1 = V 2 = V 3
! T = ! 1 + ! 2 + ! 3
%e0 de >'m:
&esistencia equivalente pararesistores en paralelo:
&esistencia equivalente pararesistores en paralelo:
Cone#i$n en paralelo:
&8R2
V T
R1
#esistencia equivalente: !aralelo
V
# $=
1 2
1 2
(
e
V V V V
$ $ $ $= + +
1 2
1 1 1 1
e $ $ $ $= + +
1
1 1 N
"e " $ $=
= ∑