NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO a

1. 1

2. Qué es la electricidad
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES POR ACCIÓN DEL
FROTAMIENTO
EBONITA
VIDRIO
ATRACCIÓN
EBONITA
EBONITA
REPULSIÓN
2

3. Qué es la electricidad
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES POR ACCIÓN DEL
FROTAMIENTO
VIDRIO
EBONITA
________
Electron
Electron
_
______
______
A
PAÑO
+++++++
+
+++++++
+++++++
B
PIEL DE GATO
Electrificación de materiales por frotamiento
3

4. Teoría atómica
EL ÁTOMO
Corteza
-
Electrón
+ +
+
Núcleo (Protones y Neutrones)
-
ÁTOMO DE LITIO
4

5. Teoría atómica
EL ÁTOMO
electrón
arrancado
-
+ +
+
A
vacio
-
-
-
-
+ +
+
+ +
+
+ +
+
neutrón
-
B
-
protrón
C
-
D
A : átomo de litio, carga neutra 3(+) +3(-) = 0
B : átomo de litio, desprendimiento de electrón por frotamiento
C : átomo de litio, carga positiva 3(+) +2(-) = 1(+) “CATIÓN
D : átomo de litio, carga negativa 3(+) +4(-) = 1(-) “ANIÓN
5
-
-

6. Teoría atómica
EL ELECTRÓN
R. A. Millikan descubrió la relación
existente entre la carga y la masa de
los electrones, siendo los valores de
estos, respectivamente
Robert Andrews Millikan
1,602 X 10-19 culombios (=1.602 trillones)
9,106 X 10-31 kg. (=91.06 quintillones)
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7. CARGA ELÉCTRICA (LEY DE COULOMB)
Se denomina carga eléctrica la cantidad de electricidad
en un cuerpo, es decir, el exceso o defecto de
electrones
El culombio es una carga equivalente a 6,3 X 1018 Electrones
(=6.3 trillones)
El nombre de culombio se debe al
descubridor de la ley fundamental
de electrostática, Charles de
Coulomb (1736‑ 1806).
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8. CARGA ELÉCTRICA (LEY DE COULOMB)
Ley de Coulomb
La fuerza con que se atraen o repelen dos cargas
eléctricas es directamente proporcional al producto de
sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de
la distancia que las separa
Matemáticamente responde a la siguiente ecuación
Q·Q´
F = k· 2
r
F = la fuerza de atracción o repulsión,
k =1/4 · π · ε es la constante de proporcionalidad;
ε depende del medio en el que se haga la
medida (aire, vacío, etc.),
Q = la carga de uno de los cuerpos,
Q´ = la carga del otro cuerpo,
r = la distancia entre ambos cuerpos.
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9. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
Según sea la clase de energía aplicada al cuerpo, así será la forma
de obtención de la electricidad; normalmente, se podrá disponer
de electricidad por los siguientes procedimientos:
Energía
Acción
Mecánica
Frotamiento
Mecánica
Presión
Química
Química
Magnética
Magnetismo
Luminosa
Luz
Calorífica
Calor
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10. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
Producción de electricidad por frotamiento
Esta forma de producción de electricidad es la más antigua que se conoce;
recuérdese que los griegos ya conocían esta forma de producir electricidad
Al andar rozamos la moqueta
y nos cargamos electricamente
Al tocar un objeto metálico
nos descargamos
Moqueta o suelo sintético
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11. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
Producción de electricidad por presión
Algunos materiales tienen propiedades piezoeléctricas características; por
ejemplo, al someter un cristal de cuarzo a una presión, aparecen en la
superficie del cristal cargas eléctricas
PRESIÓN
A
LÁMINAS
DE METAL
CUARZO
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12. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN QUÍMICA
Electrodos
Cin
Plomo
Acido
Las pilas y acumuladores
son dos dispositivos que
aprovechan la propiedad de
algunas reacciones
químicas, capaces de
separar las sustancias con
distintas cargas eléctricas
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13. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN MAGNÉTICA
Su fundamento
estriba en el hecho
de que, al mover
un conductor en
presencia de un
imán (campo
magnético), en el
conductor se
induce una
corriente
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14. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN DE LA LUZ
Este sistema de
producción de
electricidad se basa en
la propiedad de
algunas sustancias de
crear carga eléctrica en
sus caras cuando
sobre ellas incide luz.
Esta propiedad se
conoce como
fotoeléctrica
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15. CÓMO SE PUEDE PRODUCIR ELECTRICIDAD
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN DEL CALOR
Otra propiedad
importante de algunos
cuerpos es la
termoelectrónica, debido
a la cual, al calentar un
material, éste desprende
electrones, y la
termoeléctrica , por la
cual, al unir dos metales
distintos y calentar la
zona de unión, aparecen
unos electrones, que
pasan de un metal al otro
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16. MOVIMIENTO DE ELECTRONES
(CORRIENTE ELÉCTRICA)
Todo átomo tiende a quedar eléctricamente en estado neutro. Para ello,
cederá o absorberá electrones, según le sobren o le falten, de los átomos
situados en su proximidad
Si se unen por medio de un conductor dos cuerpos, uno de ellos con exceso
de cargas negativas (electrones) y otro con falta, se establecerá a través del
conductor un flujo de electrones que irá del que los tiene en exceso al que
los tiene en defecto, estableciéndose así una corriente eléctrica
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17. CORRIENTE ELÉCTRICA
CORRIENTE ELÉCTRICA: SU SENTIDO, CLASES Y EFECTOS
El sentido de desplazamiento de los electrones es del cuerpo cargado
negativamente al cargado positivamente
conductor
electrones
generador
Movimiento de electrones
generador
Movimiento de electrones:
17
su sentido

18. CORRIENTE ELÉCTRICA
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
Para mantener la corriente eléctrica, deben darse unas condiciones mínimas:
Que haya una fuente de electrones o un dispositivo para su generación
(generador)
Que exista un camino exterior al generador sin interrupción, por el cual puedan circular
los electrones; a este camino se le conoce como conductor
Existe un elemento llamado receptor, que es el que recibe los electrones y
aprovecha su energía para conseguir luz, calor, movimiento, etc
También existe un elemento de control llamado interruptor
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19. CORRIENTE ELÉCTRICA
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
Interruptor
circula corriente
Receptor
-
-
+
+
Generador
la lampara luce
la lampara no luce
Conductor
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20. CORRIENTE ELÉCTRICA
CLASES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Corriente continua
(abreviadamente C. C., D.C. en ingles), cuando circula siempre en el mismo
sentido y con valor constante (la misma cantidad de electrones en cada
instante).
Esta clase de corriente viene producida por dinamos, pilas y
acumuladores.
corriente
eléctrica
Sentido convencional
de la corriente
Siempre el mismo valor
sea cual sea el tiempo
tiempo
Sentido de la corriente
de electrones
Corriente continua
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21. CORRIENTE ELÉCTRICA
CLASES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Corriente alterna
(abreviadamente c. a.), cuando circula en ambos sentidos, esto es, cuando
los electrones se desplazan tanto en un sentido como en el contrario. Según
el instante considerado, el sentido será uno u otro, siendo también variable
la cantidad de electrones que pasan por un punto.
Esta clase de corriente la producen los alternadores y osciladores
corriente
eléctrica
valor variable
tiempo
A
Sentidos variables
de la corriente
Corriente alterna
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22. CORRIENTE ELÉCTRICA
CLASES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Corriente pulsatoria.
Se llama así cuando circula siempre en el mismo sentido, aunque la cantidad
de electrones sea variable
corriente eléctrica
corriente eléctrica
tiempo
tiempo
sentido de la corriente siempre
el mismo, pero su magnitud variable
Corriente pulsatoria
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23. CORRIENTE ELÉCTRICA
EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Los efectos de la corriente eléctrica se pueden clasificar en:
LUMINOSOS
CALORÍFICOS
MAGNÉTICOS
DINÁMICOS
QUÍMICOS.
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24. QUÉ ES EL MAGNETISMO
Es el método más importante de producción de energía eléctrica
Los cuerpos que poseen propiedades magnéticas permanentes se llaman
imanes
Se dice que una sustancia es un imán si tiene la propiedad de atraer
materiales tales como el hierro, níquel o cobalto
pueden clasificarse en dos grupos:
‑ Naturales magnetita (fig. A).
‑ Artificiales aleaciones (fig. B).
FIG. A
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FIG. B

25. QUÉ ES EL MAGNETISMO
CAMPO MAGNÉTICO
Se denomina campo magnético de un imán el espacio en que se
manifiestan sus acciones magnéticas sobre otros cuerpos.
Se puede observar las líneas de fuerza del campo magnético que crea un
iman al espolvorear limaduras de hierro encima de el
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26. QUÉ ES EL MAGNETISMO
POLOS E INTERACCIÓN ENTRE IMANES
El Polo Norte atrae al Polo Sur
El Polo Sur atrae al Polo Norte
El Polo Norte repele al Polo Norte
El Polo Sur repele al Polo Sur
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27. QUÉ ES EL MAGNETISMO
INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO
Las líneas magnéticas también se conocen con el nombre de líneas de
fuerza, puesto que éstas serían las trayectorias de las limaduras al
colocarlas en el campo que se desea estudiar.
Las líneas de fuerza parten siempre del polo norte y retornan al imán por
el polo sur, cerrándose por el interior del imán
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28. QUÉ ES EL MAGNETISMO
INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO
La intensidad de campo depende del espacio que circunda al imán, o sea,
de las características magnéticas de éste, y se representa con la letra H
Al número total de líneas de fuerza existente en un circuito magnético se
le denomina Flujo y se representa por la letra griega Φ (fí), siendo su
unidad el maxvelio.
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29. QUÉ ES EL MAGNETISMO
CAMPOS MAGNÉTICOS ASOCIADOS A LA CORRIENTE ELÉCTRICA
El efecto de la corriente eléctrica sobre
el magnetismo. Un ejemplo clásico de
esto es el timbre de la puerta, o el
interruptor automático que todos
tenemos en casa
MUELLE
BOBINA
LAMINA
DE METAL
NUCLEO
MOVIL
El efecto del magnetismo sobre la
corriente eléctrica. Un caso claro es
el de los generadores de
electricidad, en los que un campo
magnético produce una corriente
eléctrica sobre unos conductores
que giran dentro del campo
magnético.
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30. QUÉ ES EL MAGNETISMO
CAMPOS MAGNÉTICOS ASOCIADOS A LA CORRIENTE ELÉCTRICA
El efecto de la corriente eléctrica sobre el magnetismo
Una corriente eléctrica siempre producirá un campo magnético
Campo magnético creado por un conductor al ser recorrido por una
corriente eléctrica
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31. QUÉ ES EL MAGNETISMO
ACCIÓN DE UN CAMPO MAGNÉTICO SOBRE UN CONDUCTOR
RECTILINEO POR EL QUE CIRCULA CORRIENTE
Al circular una
corriente, por el
conductor se crea un
campo magnético
cuyas líneas de
fuerza son
apreciables al
espolvorear
limaduras de hierro
sobre la cartulina
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32. QUÉ ES EL MAGNETISMO
LA REGLA DE MAXWELL
Si hacemos coincidir
el eje de un
sacacorchos con la
línea del conductor y
haciéndolo avanzar
en el mismo sentido
de la corriente el
sentido de giro del
sacacorchos coincide
con el sentido de las
líneas de fuerza
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33. QUÉ ES EL MAGNETISMO
INTENSIDAD DE CAMPO ORIGINADO POR UNA BOBINA
Una bobina crea un campo magnético
En la bobina seccionada vemos el sentido de las líneas de fuerza al
aplicar la regla del sacacorchos. Son paralelas en el interior mientras
que se expansionan cuando llegan al exterior.
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34. QUÉ ES EL MAGNETISMO
LA FUERZA O INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO (H) GENERADO
POR UNA BOBINA DEPENDE DE UNA SERIE DE FACTORES
Del número de vueltas (N) que se haya dado al conducto en torno al
núcleo
De la longitud (L) de la bobina
De la intensidad (I) de la corriente a través del conductor
1,25 • N • I
H=
L
I Intensidad de la corriente.
N Número de vueltas.
1,25 es una constante.
H Se mide en Oersted
L Longitud en cm.
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35. 35