La electricidad y ley de Coulomb
Semana : 13 Objetivo de La Clase :
- Analicen el impacto de la electricidad en la vida moderna.
- Comprendan el significado e importancia de la ley de Coulomb y apliquen el concepto de campo eléctrico a situaciones simples.
Nombre del Docente : Alberto Arenas/ Equipo PIE
La Electricidad
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La Electricidad es una propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia.◉
el término fue introducido en la sociedad científica por primera vez por el científico inglés William Gilbert en el Siglo XVI para describir el fenómeno de interacción de energía entre partículas.Estudio de la electricidad: 2 puntos importantes
- La corriente eléctrica es una magnitud física, que describe la cantidad de electricidad que pasa a través de un conductor
- Existen dos tipos de corrientes, que son: La continua, que no es interrumpida por ningún lapso de vacío, debido a que es en un solo sentido. La otra es la alterna, que se alterna en dirección y no es constante.
- El otro término importa es Energía, cuando decimos energía eléctrica nos referimos a ese producto, a ese resultado en forma de movimiento que se genera cuando la corriente eléctrica interactúa con el ambiente.
Importancia de la energía eléctrica
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Por lo general, asociamos la energía eléctrica con la producción de calor, el funcionamiento de equipos eléctricos (es decir que funcionan con electricidad). También conocemos que la energía eléctrica es aquella que se guarda en una batería y es almacenada para ser utilizada posteriormente, ejemplo de esta energía eléctrica: la que emplean los automóviles y los teléfonos celulares. Esta tecnología les permite no depender de una conexión constante con una fuente de energía.Problemas ambientales
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La industrialización, desde sus orígenes, dependió estrechamente de los llamados combustibles fósiles, principalmente el carbón y luego el petróleo. Todavía hoy, aproximadamente el 90% del abastecimiento mundial de energía sigue basándose en esta fuente no renovable.◉
Pero estos recursos se están agotando: se cree, por ejemplo, que las reservas de petróleo comenzarán a desaparecer en unos cincuenta años. Por otro lado, estas fuentes de energía son fuertemente cuestionadas por su responsabilidad en el llamado calentamiento global y en el deterioro del ambiente.Preguntas breves
◉ 1.- ¿Qué es la electricidad? Señales al menos 4 ejemplos diferentes de la utilización de la electricidad
◉ 2.- ¿Cuál es la principal causa responsable del calentamiento global?
◉ 3.- Señale dos ejemplos de energía renovable y dos de no renovables
La Carga Eléctrica
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Es aquella propiedad de determinadas partículas subatómicas que se produce cuando se relacionan unas con otras, esta interacción es electromagnética y se hace con las cargas positivas y negativas de la partícula.◉
Cualquier elemento considerado materia tiene un conjunto de cargas positivas, negativas y fraccionadas (Quarks), existe un movimiento de las partículas que contiene este elemento y genera a su vez un campo electromagnético que interactúa con su entorno.Ley de Coulomb:
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La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.◉
Un coulomb es la carga transferida en un segundo a través de cualquier sección transversal de un conductor, mediante una corriente constante de un ampere.• F es la fuerza eléctrica de atracción o repulsión. En el sistema internacional de medidas se mide en Newtons (N).
• q1 y q2 son lo valores de las dos cargas puntuales. En el S.I. se miden en Culombios (C).
• r es el valor de la distancia que las separa.
En el S.I. se mide en metros (m).
• 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.
Observemos un ejemplo de la aplicación de la ley de Coulomb
◉ Ejemplo 1: Dos cargas q1= 3 C y q2= -2 C
están separadas a una distancia de 3 m ¿Con
que fuerza se atraen?
Preguntas breves : Responde aplicando la ley de coulomb (usa tu calculadora científica)
1.- Dos cargas q1= 6 C y q2= 10 C están separadas a una distancia de 6 m
¿Con qué fuerza se atraen?
2.- Dos cargas q1= -2 C y q2= -6 C están separadas a una distancia de 2 m
¿Con qué fuerza se atraen?
Preguntas breves
◉ 1.- ¿Qué funciones cumple la membrana plasmática en la célula? Y ¿Indique las moléculas que componen esta membrana?
◉ 2.- ¿Cuál es la diferencia entre el proceso de difusión y osmosis?
Introducción
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Tal como hemos dicho anteriormente la electricidad es una forma de energía que permite el funcionamiento de múltiples herramientas maquinas y artefactos que usamos en nuestra vida◉
Supongamos que tenemos una pila o una batería y le conectamos una ampolleta, esta se encenderá transformando la energía eléctrica en luz y calorSabemos que la energía proviene de la batería, pero ¿ de que manera llega a
la ampolleta?
La corriente eléctrica
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Es la forma en que la energía puede circular a través de un circuito. Se debe al movimiento de cargas eléctricas entre dos puntos.◉
Este movimiento que se produce, por ejemplo, en los cables de una lámpara;al conectarse al enchufe, las cargas eléctricas (electrones) circulan a través de un cable conductor hasta llegar a la ampolleta, haciéndola funcionar.
Intensidad de corriente eléctrica (I)
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Se emplea para medir lamagnitud de la corriente eléctrica, a mayor trabajo realizado por una maquina, esta necesitara mayor intensidad de corriente.
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Mide la cantidad de carga eléctrica en coulomb que pasa a través de ella en un determinado tiempo, medido ensegundos. Si la cantidad de corriente través de un conductor es 1 A, significa que circula 1 C
de carga por cada segundo
Ejemplo
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A través de un cable conductor circulan 480 C de carga en 60 segundos ¿Cuál es el valor de la intensidad de corriente eléctrica que circula a través de el?◉ I=q/t = 480 C / 60 s = 8 A
◉
Esto significa que en cada segundo circulan 8 CEl voltaje o diferencia de potencial
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El potencial eléctrico es una medida de la energía que tienen la cargas eléctricas y se mide en una unidad llamada volt (V)◉
Si tenemos dos puntos a diferente potencial y losunimos mediante un conductor, entonces se establece un flujo de cargas eléctricas hasta equilibrar los
potenciales. Mientras mayo la diferencia de potencial mayor será la intensidad de la corriente que se
establece
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Al intercalar una ampolleta en el circuito, las cargas eléctricas transfieren su energía a este dispositivo, transformándolas en luz y calor.◉
La diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos se simboliza de la siguiente manera :◉
∆ V= V1- V2 La instalación eléctrica de nuestras casas funciona porque los artefactos están conectados a un voltaje de 220 volts.La resistencia eléctrica ( R ) Ω
◉
Es el grado de oposición que un cuero presenta frente al paso de la corriente eléctrica.◉
La resistencia frena el paso de las cargas, haciendo que están requieran mas energía para moverse de un punto a otro.◉
Se determina dividiendo la diferencia de potencial (en volts), por la intensidad de corriente (en amperes)que circula a través de él.La resistencia eléctrica se mide en una unidad llamada ohm y se
representa por: Ω
Ejemplos
◉ Una estufa eléctrica se conecta a la red domiciliaria de 220
volts y a través de ella circula una corriente de 4 ampere ¿Cuál es el valor de su resistencia eléctrica?
◉ R= 220 V / 4 A = 55 Ω
PREGUNTAS BREVES: Compete el siguiente cuadro resumen sobre los conceptos y formulas abordadas.
Concepto Definición Formula Unidad de medida
Intensidad de corriente
Diferencia de voltaje
Resistencia eléctrica
Resuelve los siguientes problemas (usa tu calculadora científica)
1.- Por un cable circulan 150 C en medio minuto ¿Cuál es el valor de la corriente eléctrica?
a.- 0,2 Amperes b.- 5 Amperes c.- 450 Amperes d.- 8 Amperes
2.- Si a través de un cable circulan una corriente de 1.5 ampere ¿cuánta carga, medida en coulomb, circula a través de el en 10 segundos?
a.- 150 coulomb b.- 0,15 coulomb c.- 15 coulomb d.- 100 coulomb
3.- Una ampolleta de linterna de 9 Ω se conecta a una batería de 4,5 volts ¿cuál es el valor de la intensidad de corriente eléctrica que circula a través de el?
a.- 0,5 Amperes b.-1 Amperes c.- 18 Amperes d.-38 Amperes
Pregunta esencial n° 13 :
-Calcular la fuerza con la que se repelen dos esferas con cargas de 3 X 10- 5 Coulomb y 5 X 10-5 , a una distancia de 40 centímetros, en el vacío.
◉ DATOS FÓRMULA EJERCICIO q1 =
q2 = K = r =
Estimad@s estudiantes lean atentamente las siguientes instrucciones:
- Desarrolle en su cuaderno las actividades adjuntas, apoyándose de las diapositivas presentadas que debe leer atentamente.
Si tienes dudas puedes ayudarte con un video en el siguiente link:
O consulta a mi correo electrónico:
