Electricidad

Cargas eléctricas y Ley de Coulomb

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que determina su interacción electromagnética. Existen dos tipos: positiva y negativa. Cargas del mismo signo se repelen, y cargas de signo opuesto se atraen.

• Unidad en SI: coulomb (C)
• Unidad en CGS: esu o statcoulomb

La Ley de Coulomb describe la fuerza entre dos cargas puntuales en reposo:

• En SI: . en newton (N), en coulomb (C), en metros (m).
• En CGS: . en dina, en esu, en centímetros (cm).

Campo eléctrico

El campo eléctrico es una magnitud vectorial que representa la fuerza que una carga positiva de prueba experimenta en un punto del espacio, por unidad de carga.

donde es la carga que produce el campo eléctrico y es la distancia a la carga de prueba

La fuerza va en la dirección que une la carga que produce el campo y la carga de prueba. Si hay más de una carga produciendo el campo eléctrico fuerzas (y el campo eléctrico) se suman.

• En SI: newton por coulomb (N/C) o voltio por metro (V/m)
• En CGS: statvolt/cm

Potencial eléctrico

El potencial eléctrico en un punto es la energía potencial eléctrica por unidad de carga. Es una magnitud escalar.

• En SI: voltio (V)
• En CGS: statvolt

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo:

• En SI: amperio (A), donde
• En CGS: esu/s (no es magnitud fundamental)

Actividad con Ley de Coulomb

1. Calcular la fuerza entre dos cargas pasitivas de y que están separadas .
2. ¿Qué pasa la carga de la izquierda se cambia a ?
3. ¿Qué pasa con las fuerzas si las cargas se acercan a 3cm?
4. ¿Qué pasa con las fuerzas si las cargas se alejan a 12cm?

1. Poner dos cargas de de distinto signo a 260cm. Mover carga de prueba para ver en que dirección siente la fuerza del campo eléctrico.
2. Calcular la que sentirá una una partícula cargada de al ubicarse entre medio de las dos cargas.
3. ¿Qué fuerza se aplica sobre la partícula cargada si se ubica a 30cm a la derecha del sistema de cargas?
4. ¿Qué fuerza se aplica sobre la partícula cargada si se ubica entre las partículas pero a 50cm hacia arriba?

Circuitos eléctricos

Una pila o bateria eléctrica consiste un recipiente con dos compartimientos, en uno de ellos hay exceso de cargas negativas y en el otro hay exceso de cargas positivas (o ausencia de cargas negativas). Las cargas, si tienen libertar tenderán a moverse para distribuir las cargas y neutralizarse. Ese moviento es la corriente eléctrica. Su intensidad se mide en Ampere (A = Coulomb/segndo) en sistema internacional.

Los materiales en los cuales pueden moverse las cargas generan una resistencia a ese movimiento según la ley de Ohm

La tensión es una medida de la energía de un circuito por unidad de carga. Se mide en Volt. Está relacionada con la fuerza con que son empujadas las cargas eléctricas dentro del circuito.

Diferencia de potencial

Es el trabajo eléctrico por unidad de carga que es necesario para mover una carga entre dos puntos del circuito. Entre los extremos de una bateria la carga absorbe trabajo al pasar del polo negativo al positivo (diferencia de potencial positiva) y entrega trabajo al pasar del polo positivo al negativo (diferencia de potencial negativa).

Al pasar por una resistencia, una carga siempre produce una caida de potencial (diferencia de potencial negativa).

Ley de Ohm