Fisica II

Monday, October 13, 2008

CAPACITORES EN SERIE

$\Delta v=\frac{q}{Ceq}$

$Cequivalente= \frac{1}{\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}}$

$Q_{1}=Q{2}=Q$

$\Delta V=V_{1}+V_{2}$

CAPACITANCIA

$c=\frac{Q}{\Delta V}=\frac{Q}{Ke\frac{Q}{R}}=\frac{R}{Ke}=4\pi \varepsilon _{0}R$

Condensador de placas paralelas

$c=\frac{\varepsilon _{0}A}{d}$

Capacitancia de un vector cilindrico $c=\frac{l}{2Keln\frac{b}{a}}$

Combinacion de capacitores electricos

Paralelo

$\Delta V_{1}=\Delta V_{2}=\Delta V$

Capacitancia equivalente = $Ceq=C_{1}+C_{2}$

$Q=Q_{1}+Q_{2}$

$Q=Ceq\Delta V$
Q_{1}=C_{1}\Delta V
$Q_{2}=C_{2}\Delta V$
$Q_{1}=C_{2}\Delta V$
$Ceq\Delta V=C_{1}\Delta V+C_{2}\Delta V$
$Ceq=C_{1}+C_{2}$

CAMPO ELECTRICO

- Una comprobación usual de las leyes de la electroestática consiste en frotarse un globo, que es un aislante, contra la cabeza, y entonces poner un globo en contacto con una pared o el techo, también aislantes. La atracción eléctrica entre el globo cargado y la pared neutra hace que el globo se pegue a la pared. Imagine ahora que tenemos dos láminas planas infinitas de un material aislante. Una esta cargada y la otra es neutra. Si ambas se ponen en contacto, ¿aparecera una fuerza atractiva entre ellas, como ocurriría con el globo y la pared?

Es posible que aparezca fuerza atractiva si la lamina cargada tiene carga positiva y la lamina neutra tiene una capa negativa la cual este mas cerca de la lamina cargada, o que la lamina sea cargada negativamente y la capa positiva de la lamina neutra se encuentre mas cerca de a lamina cargada.

- Explique porque la carga en exceso de un conductor aislante debe distribuirse sobre una superficie, utilizándola naturaleza repulsiva de la fuerza eléctrica entre cargas de igual signo y la libertad de movimiento de las cargas en el interior del conductor.

Se debe distribuir sobre su superficie para que en el interior se mantengan estables las cargas. Al repelerse las cargas iguales las cargas en exceso son repelidas hacia los extremos del material gracias al movimiento del que las cargas tienen libertad en el material conductor.

- ¿Cuándo es posible aproximar una distribución de carga como una carga puntual?

Cuando la distribución de carga no esta uniformemente separada, es decir, cuando un material o partícula tiene su carga positiva en alguno de sus extremos y este último un comportamiento de atracción hacia una carga negativa o el extremo negativo del material atrae carga positiva.

- Una persona se encuentra en el interior de una gran esfera metálica hueca que se encuentra aislada de tierra. Si se añade una gran carga eléctrica a la esfera, ¿es peligroso para la persona tocar la superficie interior de la esfera? Explique que ocurrirá si la persona tiene una cargas inicial del signo opuesto al de la cargas de la esfera.

En el primer caso no hay peligro alguno, pues la carga se mantiene en la superficie Si la persona tiene una carga contraria, toda la carga del metal pasaría a su cuerpo ocasionándole daño.

- Imagine dos dipolos eléctricos en el espacio vacio. Cada dipolo tiene carga neta cero. ¿Hay una fuerza eléctrica entre ambos dipolos? Es decir, ¿pueden dos objetos con carga neta nula ejercer una fuerza eléctrica el uno sobre el otro? Si es así, ¿es la fuerza atractiva o repulsiva?

Dos objetos con carga neutra nula no se atraen puesto que solo las cargas contrarias se atraen, el hecho de que sean atraídos solo seria posible si existiera algún tipo de inducción o polarización.

- Dos esferas solidas, ambas de radio R, tienen igual carga total Q. Una esfera es un buen conductor y la otra es un aislante. Si la carga de la esfera aislante se encuentra distribuida uniformemente sobre su volumen total, compare el campo eléctrico creado por cada esfera. ¿Es el valor del campo eléctrico igual en el interior de ambas?

No es igual, pues en un material aislante la intensidad del campo eléctrico disminuye por efecto de la polarización, así que los valores no son iguales.

POTENCIAL ELECTRICO

-Una placa de aluminio muy grande y fino, de área A, tiene una carga total Q distribuida uniformemente sobre sus superficies. Se distribuye la misma carga únicamente sobre la superficie superior de una segunda lámina de vidrio, por lo demás idéntica a la primera. Compare el campo eléctrico que existe justo sobre el centro de las superficies superiores de cada una de las dos.

El campo eléctrico en el aluminio y el del vidrio son iguales, pues aunque tengan diferentes materiales y uno sea conductor y el otro no, y notando el parecido de las superficies, el campo eléctrico sigue teniendo un ángulo de 90 grados respecto a la placa en los dos casos.

-Si hay mas líneas de campo saliendo de una superficie gaussiana que entrando en ella ¿Qué puede deducirse acerca de la carga neta encerrada por dicha superficie?

Si hay mas líneas saliendo, entonces el flujo neto es positivo, de ahí se puede llega a la deducción de que la carga neta encerrada por dicha superficie es positiva también, pues la ley de gauss afirma que el flujo neto atreves de cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada por la superficie dividida por ∈_0.

- En una región del espacio sin cargas existe un campo eléctrico uniforme ¿Qué puede decirse acerca del flujo eléctrico neto que atraviesa una superficie gaussiana situada en dicha región del espacio?

El flujo eléctrico neto solo depende de la carga encerrada por la esfera, si esta carga no existe quiere decir que el flujo eléctrico es nulo. El flujo que entra es igual al que sale.

- Si la carga total encerrada por una superficie cerrada es conocida, pero no se conoce la distribución espacial de dicha carga, ¿puede utilizarse la ley de gauss para calcular el campo eléctrico? Explique porque.

La Ley de Gauss si puede ser usada en este caso, pues lo único que se quiere es encontrar el campo eléctrico.

- Explique porque el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada que encierra una carga determinada es independiente del tamaño o la forma de la superficie.

Porque el flujo es proporcional al numero de líneas de campo eléctrico que atraviesan la superficie. El tamaño o forma no afecta en los cálculos.

Wednesday, September 3, 2008

AISLANTES Y CONDUCTORES

Un aislante es un material que no permite que los electrones circulen con facilidad. Ej. madera, vidrio, caucho, plastico, teflon, porcelana, algunas telas de algodon.

$\large F=ke\frac{\left|_{q_1} \right|\left|_{q_2} \right|}{^{r^2}}$

$\large Ke=\frac{1}{4\pi _{\varepsilon_0}}=8.99x^{10^9}\frac{N^{m^2}}{^{C^2}}$

$\large _{\varepsilon_0} =8.85x4x10^{^12} \frac{^{c^2}}{N^{m^2}}$

Particula Carga C Masa kg
-------------------------------------------------
Electron $-1.6021917x10^{^-19}$ $9.1095x10^{^-31}$
Proton $1.6021917x10^{^-19}$ $1.67261x10^{^-27}$
Neutron

$1.67492x10^{^-27}$

PROPIEDADES DE LAS CARGAS

-Cargas iguales se repelen.

-Cargas contrarias se atraen.

Q= Coulumbs

$\large _{q_1}$ = Coulumbs

$\large \mu C=microcoulumbs=1x10{^{-6}}$
$\large mC=miliCoulumbs==1x10{^{-3}}$

$\large nC=nanoCoulumbs=1x10{^{-9}}$
$\large pC=picoCoulumbs=1x10{^{-12}}$
$\large fC=femtoCoulumbs=1x10{^{-15}}$
$\large aC=atoCoulumbs=1x10{^{-18}}$
$\large zC=zeptoCoulumbs=1x10{^{-21}}$
$\large yC=yoctoCoulumbs=1x10{^{-24}}$

$\large kilo-K=1x10{^{3}}$
$\large mega-M=1x10{^{6}}$
$\large giga-G=1x10{^{9}}$
$\large tera-T=1x10{^{12}}$
$\large peta-P=1x10{^{15}}$
$\large exa-E=1x10{^{18}}$
$\large zet-Z=1x10{^{21}}$
$\large yota-Y=1x10{^{24}}$

F=Newtons=N
r=metros=m

$\large F= \frac{\left| _{q_1}\right|\left|q_2 \right|}{^{r^2}}$
$\large F= \frac{\left| _{Coulumbs}\right|\left|Coulumbs \right|}{^{metros^2}}=^\frac{^{Coulumbs^2}}{^{metros^2}}=Newton$

UNIDAD I

Fisica: -Estatica

-Dinamica

-Resistencia de materiales

-Electricidad

-Magnetismo

-Optica

La corriente es la cantidad de electrones que pasan por un punto determinado en un segundo.

Electrostatica: es el estudio de las cargas electricas que se encuentran en reposo.

Electrodinamica: es el estudio de las cargas electricas en movimiento, por lo general atraves de cambios.