Clase_10-03-2017 TE1

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Mejores personas. Mejores profesionales
Cap.1.- Carga eléctrica
Tecnología Eléctrica I
2
TABLA 
TRIBOELÉCTRICA
3
4
5
LEY CUALITATIVA DE COULOMB
6
Fotocopiado
7
Pintura electrostática
8
CARGA ELÉCTRICA
Partícula Masa (kg) Carga (C)
electrón 9.1x 10-31 -1.6x 10-19
protón 1.67x 10-27 +1.6x 10-19
neutrón 1.67x 10-27 0
Neutro: equilibrio entre protones y electrones.
Ión positivo : le faltan electrones
Ión negativo: tiene electrones añadidos
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La unidad de carga en el sistema internacional de unidades es el
coulomb y su símbolo es C.
Los valores típicos de carga se expresan utilizando algunos
prefijos del sistema internacional.
Prefijo micro ( = 10 – 6)  1 C = 10 – 6 C
Prefijo nano ( = 10 – 9)  1 C = 10 – 9 C
Prefijo pico (p = 10 – 12)  1 pC = 10 – 12 C
10
F
F
F
F
F
F
PROPIEDADES DE LA CARGA
NATURALEZA DUAL
ES CUANTIFICABLE
SE CONSERVA
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MATERIALES
CONDUCTORES
AISLANTES
SEMICONDUCTORES
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Resistividad de algunas sustancias a 20 ºC
Sustancia r (W·m) a (K-1)
Conductores
Plata 1,47 x 10-8 3,8 x 10-3
Cobre 1,72 x 10-8 3,9 x 10-3
Oro 2,44 x 10-8 3,4 x 10-3
Aluminio 2,75 x 10-8 3,9 x 10-3
Wolframio 5,65 x 10-8 4,5 x 10-3
Níquel 6,84 x 10-8 6,0 x 10-3
Hierro 9,71 x 10-8 5,0 x 10-3
Platino 10,6 x 10-8 3,93 x 10-3
Plomo 22 x 10-8 4,3 x 10-3
Semiconductores
Silicio 4 300 -7,5 x 10-2
Germanio 0,46 -4,8 x 10-2
Aislantes
Vidrio 1010 - 1014
Cuarzo 7,5 x 1017
Azufre 1015
Teflón 1013
Caucho 1013 - 1016
Madera 108 - 1011
Diamante 1011
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FORMAS DE CARGAR UN CUERPO
POR FROTACIÓN
POR CONDUCCIÓN
POR INDUCCIÓN
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POR FROTACIÓN
Varilla de
plástico
lana
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TABLA 
TRIBOELÉCTRICA
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Bola
neutra
Bola
cargada
negativa
Bola y 
varilla se 
repelen
Igual carga
POR CONDUCCIÓN
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POR INDUCCIÓN
18
POR INDUCCIÓN
19
20
ELECTROSCOPIO
21
Distribuciones continuas de Cargas
dl
dq

Lineal
ds
dq

Superficial
dv
dq
r
Volumétrica
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LEY CUALITATIVA DE COULOMB
23
LEY CUANTITATIVA DE COULOMB
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LEY DE COULOMB (VECTORIAL)
q1
q2
r1
r2
r12
F12
F21
F12 + F21 = 0
r2 - r1 = r12 
Vector que apunta de q1 a q2
Fuerza ejercida por q1 sobre q2
122
12
21
12 r̂
r
qq
kF 

2291099.8 CNmk 
04
1

k
2212
0 1085.8 NmC

21
25
26
Ley de Coulomb en sistema de cargas
Principio de superposición de fuerzas
La fuerza neta ejercida sobre una carga es la suma
vectorial de las fuerzas individuales ejercidas sobre
dicha carga por cada una de las cargas del sistema.
 
i
i
i
i
i
iTotal r
r
qq
kFF

3
0
27
Ejercicio 1
Tres cargas puntuales se encuentran sobre el eje x; q1 está en el
origen, q2 en x = 2 m y q0 en x > 2 m.
a)Encontrar la fuerza neta sobre q0 ejercida por q1 y q2, si q1 =
25 nC, q2 = -10 nC y x = 3,50 m.
b)Encontrar una expresión de la fuerza neta sobre q1 y q2 en el
intervalo 2,00 m < x < ∞.
28
2r
Qq
kF 









iF
imF
)N799,0(
)N367,0(
0,2
0,1


 iFneta )N432,0( 
Solución - Ejercicio 1 a)
29
2r
Qq
kF 


 i
x
qkq
Fi
x
qkq
F
2
02
0,22
01
0,1
)00,2(
;








 i
x
q
x
q
kqFneta 2
2
2
1
0
)00,2(
Solución - Ejercicio 1 b)
30
La carga q1 = +25 nC está en el origen, la carga q2 = 15 nC
está en la posición x = 2,00 m, y la carga q0 = +20 nC está en
el punto x = 2,00 m, y = 2,00 m.
Determinar el valor de la fuerza resultante sobre q0.
Ejercicio 2
31
Solución - Ejercicio 2
32










jF
jiF
)N1074,6(
N)1097,31097,3(
7
0,2
77
0,1
-34,9ºN;10484 9   netaF
Solución - Ejercicio 2