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Asignacion #3 Eltc. Basica

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UNIVERSIDAD TÉ CNOLOGICA DE

PANAMÁ

Campus Metropolitano Dr. Víctor Lewis Sasso.


Facultad de Ing. Eléctrica. Electricidad Básica. I Semestre 2020
Asignación #3: Electrostática.
Nombre del Estudiante: Harshal Bhakta c .i.p.8-974-1187
Grupo: 1LB711
Desarrollo de la Asignación.

1- Que es electrostáctica: La electrostática es la rama de la física que


analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como
consecuencia de sus cargas eléctricas, es decir, el estudio de las cargas
eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia
responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen
en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
Históricamente, la electrostática fue la primera rama del
electromagnetismo en desarrollarse. Con la postulación de la ley de
Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir
del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de
Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y
permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que
gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser analizadas en el
mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
2- Materia Y sus estados de agragación podemos encontrar
en la naturaleza:

La materia se presenta en tres estados o formas de


agregación: sólido, líquido y gaseoso.
Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas
sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el
caso del agua.
La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los
metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en
estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

 Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la


rigidez y regularidad de sus estructuras.
 Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de
forma y el presentar unas propiedades muy específicas son
características de los líquidos.
 Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy
característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar
las condiciones de temperatura y presión.

3- La carga eléctrica y su unidad de medición:


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 eléctricamente 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.
Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en
cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se
conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y
negativas no varía en el tiempo.
Unidad de medición: En el Sistema Internacional de Unidades la
unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo C).
Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal
de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica
es de un amperio, y se corresponde con:
1 culombio = 6,242 x 10 18 electrones libres.2
En el Sistema Cegesimal de Unidades (CGS) la carga eléctrica del
electrón, es34:
e = 4.8×10-10 esu (electrostatic unit, esto es, unidad electrostática de
carga) = 4.8×10-10 statC

4- cual es el valor y simbolo de la constante que representa


la carga electrica para el potron y el electron:

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado


experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones
se les asignó carga negativa: -1, también expresada –e. Los protones tienen
carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o
±2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.
5- fuerza electrica cuantos tipos hay en que unidad se mide y
cuales son sus caracteristicas como magnitud vectorial:
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo
módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa,
mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo
signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

FE = Fuerza eléctrica [N]


q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2 [C]
d = Distancia de separación entre las cargas [m]

La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se


deben determinar la dirección y el sentido.

Dirección de la fuerza eléctrica

Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que


une ambas cargas.

Sentido de la fuerza eléctrica

El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son
del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.

Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra

Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo
que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras
cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace
una suma de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.
6- La primera ley de electrostática para cuerpoes
eléctricamente cargados:  
La ley de cargas enuncia que las cargas de igual signo se repelen, mientras
que las de diferente signo se atraen; es decir que las fuerzas electrostáticas
entre cargas de igual signo (por ejemplo dos cargas positivas) son de repulsión,
mientras que las fuerzas electrostáticas entre cargas de signos opuestos (una
carga positiva y otra negativa), son de atracción.
El átomo está constituido por protones con carga positiva (+), electrones con
carga negativa (–) y neutrones, unidos por la fuerza atómica.
La fuerza que ejercen las respectivas cargas de protones y electrones se
representan gráficamente con líneas de fuerza electrostática.

7. La Ley de Coloumb es la ley que determina el valor de la Fuerza eléctrica


entre cuerpos cargados. Presente su ecuación. En que unidades se presenta.
Explique cada uno de sus factores.

K es una constante de proporcionalidad llamada constante de la ley de


Coulomb. No se trata de una constante universal y depende del medio en el
que se encuentren las cargas. En concreto para el vacío k es aproximadamente
9·109 N·m2/C2 utilizando unidades en el S.I. La ley de Coulomb es válida sólo
en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las
cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades
bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza
electrostática.
8. Defina Flujo Eléctrico. Presente su ecuación. Cómo se representa para
cuerpos cargados positiva y negativamente. Que son líneas de flujo eléctrico,
explique la expresión D=Q/A
El flujo eléctrico es una magnitud escalar que expresa una medida del campo
eléctrico que atraviesa una determinada superficie, o expresado de otra forma,
es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una
superficie.
El flujo eléctrico parte de las cargas positivas y termina en las negativas, y en
ausencia de las últimas termina en el infinito.

El campo eléctrico puede representarse mediante unas líneas imaginarias


denominadas líneas de campo y, por analogía con el flujo de masa, puede
calcularse el número de líneas de campo que atraviesan una determinada
superficie.
9. Defina Intensidad de Campo Eléctrico. Presente su ecuación. En que
unidades se da en el SI. Y cuál es su diferencia con la Ley de Coloumb.
La intensidad del campo eléctrico ( E → ) en un punto es una magnitud
vectorial que representa la fuerza eléctrica( F → ) que actúa por unidad de
carga testigo positiva, q', situada en dicho punto.

La unidad de intensidad del campo eléctrico en el Sistema Internacional (S.I.)


es el newton por culombio (N/C).
La ley de Coulomb se emplea en el área de la física para calcular la fuerza
eléctrica que actúa entre dos cargas en reposo. Intensidad de campo eléctrico
se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de carga positiva situada en
ese punto.
10. La constante de Proporcionalidad K de la Ley de Coloumb? ¿Por qué se
usa 9 ×10 9?
K es una constante de proporcionalidad llamada constante de la ley de
Coulomb. No se trata de una constante universal y depende del medio en el
que se encuentren las cargas. En concreto para el vacío k es aproximadamente
9·109 N·m2/C2 utilizando unidades en el S.I.
Investigue
El principio de superposición o teorema de superposición es una herramienta
matemática que permite descomponer un problema lineal en dos o más
subproblemas más sencillos, de tal manera que el problema original se obtiene
como "superposición" o "suma" de estos subproblemas más sencillos.
La ley de Coulomb determina la fuerza eléctrica de atracción o repulsión que
experimenta un carga puntual ante la presencia de otra.
La fuerza neta que actúa sobre cada carga será la fuerza resultante que sobre
ella ejercen el resto de cargas.
Si disponemos de n cargas, q1, q2, ..., qn, la fuerza neta que actúa sobre una
de las cargas de un sistema de cargas es la suma vectorial de las fuerzas que
el resto de cargas ejercen por separado sobre ella. Por ejemplo, la fuerza que
actúa sobre la carga q1 será:

donde:
F1 es la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga q1
F2,1 es la fuerza que provoca la carga q2 sobre q1.
...
Fn,1 es la fuerza que provoca la carga qn sobre q1.

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