cargas eléctricas y ley de coulomb
cargas eléctricas
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas a través de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctrica mente es influida por los campos electromagnéticos, siendo, a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.
para el sistema internacional de medidas la carga eléctrica se mide en coulombs [C] es importante anotar que la carga eléctrica de un proton equivale a q+pro=1,6x10 ala 19C
y el electron q+elec=1,6x10ala -19C, cuando tengo 2 cargas electricas en el espacio existe una fuerza entre ellas.
ley de coulomb: la ley de coulomb es una expresión que nos permite calcular la fuerza existente entre dos cargas puntuales su expresión matemática es la siguiente:
F=K Q1xQ2/d2
k=qx10ala9 N m2/c2
ejercicio
-Se tienen dos cargas eléctricas puntuales de valor 3 micro coulomb y -4 micro coulomb si dicho cargas se encuentran separadas por 1cm calcule la fuerza resultante entre ellas y ademas grafique la situación
tenemos dos cargas una positiva y negativa.
la positiva tiene 3x10ala-6
y la negativa tiene -4x10ala-6, las dos cargas estan separadas 1cm
entonces convertimos 1cm a metro
1cmx1m/100cm=0,01m, cmse cansela con cm y se divide con metros despues de hacer este paso ya seguimos con encontrar la fuerza que seria
F=9x10ala9 N m2/c2 x (3x10ala-6C)(-4x10ala-6)/(0,01m)ala2
el primer paso de realizar este problema es
10 ala9+(-6)+(-6)
10elevado9-6-6 se resta y quedaria 10elevado-3
el segundo paso
9x3=27x-4=108
tercer paso se cancelan las CxC=c2/c2-m2 de m2 = N
y el ultimo paso
10elevado-3-(4)=10 elevado -3+4=10
F=-108x10 elevado -3/1x10 elevado -4 =-108x10=1080N.
F=1080N
ejercicio 2
![\displaystyle F=\left[ 9x{{10}^{9}}\frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}} \right]\frac{(3x{{10}^{-6}}C)\cdot (-8x{{10}^{-6}}C)}{{{(2m)}^{2}}}](https://s0.wp.com/latex.php?latex=%5Cdisplaystyle+F%3D%5Cleft%5B+9x%7B%7B10%7D%5E%7B9%7D%7D%5Cfrac%7BN%7B%7Bm%7D%5E%7B2%7D%7D%7D%7B%7B%7BC%7D%5E%7B2%7D%7D%7D+%5Cright%5D%5Cfrac%7B%283x%7B%7B10%7D%5E%7B-6%7D%7DC%29%5Ccdot+%28-8x%7B%7B10%7D%5E%7B-6%7D%7DC%29%7D%7B%7B%7B%282m%29%7D%5E%7B2%7D%7D%7D&bg=ffffff&fg=000&s=0 "\displaystyle F=\left[ 9x{{10}^{9}}\frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}} \right]\frac{(3x{{10}^{-6}}C)\cdot (-8x{{10}^{-6}}C)}{{{(2m)}^{2}}}")
![\displaystyle F=\left[ 9x{{10}^{9}}\frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}} \right]\frac{-24x{{10}^{-12}}{{C}^{2}}}{4{{m}^{2}}}](https://s0.wp.com/latex.php?latex=%5Cdisplaystyle+F%3D%5Cleft%5B+9x%7B%7B10%7D%5E%7B9%7D%7D%5Cfrac%7BN%7B%7Bm%7D%5E%7B2%7D%7D%7D%7B%7B%7BC%7D%5E%7B2%7D%7D%7D+%5Cright%5D%5Cfrac%7B-24x%7B%7B10%7D%5E%7B-12%7D%7D%7B%7BC%7D%5E%7B2%7D%7D%7D%7B4%7B%7Bm%7D%5E%7B2%7D%7D%7D&bg=ffffff&fg=000&s=0 "\displaystyle F=\left[ 9x{{10}^{9}}\frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}} \right]\frac{-24x{{10}^{-12}}{{C}^{2}}}{4{{m}^{2}}}")
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CARGAS ELÉCTRICAS EN MOVIMIENTO: hasta el momento hemos visto lo ocurrido cuando dos cargas eléctricas se encuentran, 2 o mas cargas eléctricas estáticas existen cuando hay movimiento de dichas cargas se genera varios conceptos.
ejemplo
-Si tocas el extremo de una cadena metálica con un objeto cargado, toda la cadena se carga. La explicación obvia es que las cargas se mueven por la cadena y se distribuyen por ella. Las cargas eléctricas se mueven fácilmente por algunos materiales, llamados conductores. Los conductores metálicos fueron los más usados por los primeros experimentadores, pero las disoluciones de sales y los gases calientes también conducen las cargas fácilmente. Otros materiales, como el vidrio y las fibras secas no conducen las cargas prácticamente nada; este tipo de materiales se conocen como no conductores o aislantes.
INTENSIDAD DE CORRIENTE: la corriente eléctrica es el movimiento continuo y ordenado de cargas eléctricas de un lugar a otro dichas cargas se consideran electrones
suele representarse con la la letra(I) mayúscula se define como la cantidad de una carga neta"Q" circula por una sección transversal en un intervalo "t" y su formula matemática es:
I=Q/t [C]/[S]-[A] "es importante de que la corriente eléctrica se pone ampere"
ejercicios
-Si la intensidad de corriente que circula a través de la sección de un conductor es 30 mA, ¿Cuanta carga habrá atravesado dicha sección durante 2 minutos?. ¿Cuántos electrones habrán circulado?
(datos: qe=1.6·10-19 C)
ne=qqe=3.6 C1.6⋅10−19 C ⇒ne=2.25⋅1019 electrones
VOLTAJE: también se le conoce como diferencia de potencial o fuerza electromotriz y es la medida que tan fuerte se mueven los átomos se representa con la V mayúscula y sus unidades son volts[V]
RESISTENCIA ELÉCTRICA: la resistencia eléctrica es la tendencia y el movimiento de cualquier elemento de la naturaleza a evitar que una corriente eléctrica circule a través de el para el sistema internacional de unidades se representa frente a la letra R mayúscula y sus unidades son los ohm y el símbolo es "Ω"
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas a través de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctrica mente es influida por los campos electromagnéticos, siendo, a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.
para el sistema internacional de medidas la carga eléctrica se mide en coulombs [C] es importante anotar que la carga eléctrica de un proton equivale a q+pro=1,6x10 ala 19C
y el electron q+elec=1,6x10ala -19C, cuando tengo 2 cargas electricas en el espacio existe una fuerza entre ellas.
ley de coulomb: la ley de coulomb es una expresión que nos permite calcular la fuerza existente entre dos cargas puntuales su expresión matemática es la siguiente:
F=K Q1xQ2/d2
k=qx10ala9 N m2/c2
ejercicio
-Se tienen dos cargas eléctricas puntuales de valor 3 micro coulomb y -4 micro coulomb si dicho cargas se encuentran separadas por 1cm calcule la fuerza resultante entre ellas y ademas grafique la situación
tenemos dos cargas una positiva y negativa.
la positiva tiene 3x10ala-6
y la negativa tiene -4x10ala-6, las dos cargas estan separadas 1cm
entonces convertimos 1cm a metro
1cmx1m/100cm=0,01m, cmse cansela con cm y se divide con metros despues de hacer este paso ya seguimos con encontrar la fuerza que seria
F=9x10ala9 N m2/c2 x (3x10ala-6C)(-4x10ala-6)/(0,01m)ala2
el primer paso de realizar este problema es
10 ala9+(-6)+(-6)
10elevado9-6-6 se resta y quedaria 10elevado-3
el segundo paso
9x3=27x-4=108
tercer paso se cancelan las CxC=c2/c2-m2 de m2 = N
y el ultimo paso
10elevado-3-(4)=10 elevado -3+4=10
F=-108x10 elevado -3/1x10 elevado -4 =-108x10=1080N.
F=1080N
ejercicio 2
.- Una carga de 3×10^-6 C se encuentra 2 m de una carga de -8×10^-6 C, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas?
Solución: Para darle solución al ejercicio, debemos de obtener los datos para poder resolverlo de manera directa, puesto que tenemos todo lo que necesitamos.
Aplicando la fórmula de la ley de coulomb
Sustituimos
Hemos multiplicado las cargas eléctricas, recordar que los exponentes se suman. y hemos elevado al cuadrado la distancia que los separa, ahora seguimos con las operaciones.
Multiplicamos y obtenemos:
Vemos que hay un signo negativo, por ahora no nos sirve interpretar el signo, puesto que el problema nos pide la magnitud de la fuerza, esto quiere decir que tomaremos la fuerza como un valor absoluto, que vendría a ser nuestro resultado.
ejemplo
-Si tocas el extremo de una cadena metálica con un objeto cargado, toda la cadena se carga. La explicación obvia es que las cargas se mueven por la cadena y se distribuyen por ella. Las cargas eléctricas se mueven fácilmente por algunos materiales, llamados conductores. Los conductores metálicos fueron los más usados por los primeros experimentadores, pero las disoluciones de sales y los gases calientes también conducen las cargas fácilmente. Otros materiales, como el vidrio y las fibras secas no conducen las cargas prácticamente nada; este tipo de materiales se conocen como no conductores o aislantes.
INTENSIDAD DE CORRIENTE: la corriente eléctrica es el movimiento continuo y ordenado de cargas eléctricas de un lugar a otro dichas cargas se consideran electrones
suele representarse con la la letra(I) mayúscula se define como la cantidad de una carga neta"Q" circula por una sección transversal en un intervalo "t" y su formula matemática es:
I=Q/t [C]/[S]-[A] "es importante de que la corriente eléctrica se pone ampere"
ejercicios
-Si la intensidad de corriente que circula a través de la sección de un conductor es 30 mA, ¿Cuanta carga habrá atravesado dicha sección durante 2 minutos?. ¿Cuántos electrones habrán circulado?
(datos: qe=1.6·10-19 C)
solución
Datos
I = 30 mA = 30 · 10-3 A
t = 2 min = 2 · 60 s = 120 s
Aplicando la definición de intensidad de corriente
t = 2 min = 2 · 60 s = 120 s
Aplicando la definición de intensidad de corriente
I=qt⇒q=I⋅t = 30⋅10−3 A⋅ 120 s ⇒q= 3.6 C
Si la carga total que circula es q= 3.6 C, y la carga de un electrón es qe=1.6·10-19 C, entonces el número de electrones ne que habrán circulado es:ne=qqe=3.6 C1.6⋅10−19 C ⇒ne=2.25⋅1019 electrones
VOLTAJE: también se le conoce como diferencia de potencial o fuerza electromotriz y es la medida que tan fuerte se mueven los átomos se representa con la V mayúscula y sus unidades son volts[V]
RESISTENCIA ELÉCTRICA: la resistencia eléctrica es la tendencia y el movimiento de cualquier elemento de la naturaleza a evitar que una corriente eléctrica circule a través de el para el sistema internacional de unidades se representa frente a la letra R mayúscula y sus unidades son los ohm y el símbolo es "Ω"
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