FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1. FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Universidad Nacional de Colombia Vanessa Alejandra Guerra Vargas Cód: 143003

2. VARIEDADES DE LA MATERIA Positiva negativa neutra Masa masa masa Carga carga no tiene carga

3. Ente Físico • Dentro del volumen de las variedades de la materia se encuentra masa y carga • Alrededor este volumen se encuentra un Ente Físico

4. Este ente físico se puede modelar, medir y detectar • A este conjunto de características se le ha denominado campo eléctrico • Alrededor de una carga eléctrica siempre hay un campo eléctrico ( ley de coulomb)

5. Estas cargas en movimiento son llamadas corriente eléctrica • Alrededor de esta se forma el campo magnético • Alrededor de una corriente eléctrica siempre hay un campo magnético (ley de ampere)

6. La variación del campo magnético con el tiempo produce un campo eléctrico o viceversa (ley de faraday) • Esta variación produce un campo electromagnético q(t) EM (t) I(t)

7. El cambio de los campos produce entonces ondas electromagnéticas, organizadas según el tamaño de onda en el espectro electromagnético Las leyes fundamentales del electromagnetismo se encuentra reunidas el las leyes de maxwell

8. El sol • El la tierra se encuentra a 1,496 x 1011 m del sol • A esta distancia llegan partículas del sol, con cargas positivas y negativas que varían con el tiempo, produciendo ondas electromagnéticos

9. El sol • En este espacio donde se emiten radialmente y se encuentran las partículas y ondas electromagnéticas alrededor del sol, se le conoce como Heliosfera

10. El sol • Nos protegemos de todas estas variaciones gracias al campo magnético de la tierra

11. Ley de coulomb • Fuerza eléctrica entre cargas: • También puede ser vista como la fuerza que aparece como producto de la interacción de una carga con el campo eléctrico: F= E*Q Esta ley solo es valida en condiciones estacionarias

12. DISTRIBUCION DE CARGAS • Densidad de carga eléctrica para campo eléctrico para distribuciones longitudinales, una dimensión. • Densidad de carga eléctrica para campo eléctrico para distribuciones superficiales, dos dimensiones.

13. DISTRIBUCION DE CARGAS • Densidad de carga eléctrica para campo eléctrico para distribuciones volumétricas, tres dimensiones.

14. GRADIENTE δ,δ, δ i δx δy δz = ∇  • Gradiente: cambio de algo con la posición • Si: E= δ (V) = δ (-K Q) = -K Q δ ( 1) = +K Q =E δx δx xδx xx 2 • Entonces, el gradiente del potencial es igual al campo eléctrico E= ∇ V

15. Corriente eléctrica y el campo magnético • La corrientes es el conjunto de cargas que se encuentran en movimiento a lo largo de un conductor • Al haber una corriente, se forma a su alrededor un campo magnético B= (µ0I)/(2 πR) Ley de ampere

16. Potencial • Como en mecánica el potencial es aquel trabajo que debe hacer una fuerza para mover un objeto • Entonces el potencial eléctrico es entendido como el trabajo realizado por una fuerza para llevar a una carga q desde el punto inicial hasta un punto final. V= k (Q/R)

17. Potencial • El potencial se relaciona con el campo eléctrico mediante la siguiente ecuación: E= k (Q/x2) V= k (Q/x) Entonces E= (d/dx)(- k (Q/x2) )= k Q ((d/dx)(1/x))= k (Q/x2)=E De esta manera se puede concluir que: E= ∇V

18. El Flujo y la ley de Gauss Es la cantidad de algo que pasa por un área determinada, perpendicular a ella. • Flujo de campo eléctrico Es la cantidad de campo determinado por vectores que pasa perpendicular por una superficie cerrada El flujo de campo eléctrico va a ser siempre diferente a cero en una superficie cerrada ᶲE= Q/ԑ0

19. El Flujo y la ley de Gauss • Flujo de campo magnético El flujo de campo magnético en una superficie cerrada es siempre igual a cero, debido a que las líneas de campo que entran por la superficie cerrada siempre salen. ᶲB=0

20. FUERZA DE LORENTZ • Si hay una carga sin movimiento y aparece un campo magnético, entonces la carga quedará quieta • Si una carca en movimiento (qv) va en dirección perpendicular a un campo magnético, entonces aparecerá una fuerza perpendicular a la velocidad y al campo magnético F= qv x B

21. FUERZA DE LORENTZ • Las partículas que emite el sol entraran por el polo norte, debido a la dirección del campo. Produciendo las auroras boreales y australes

22. FUERZA DE LORENTZ • Las partículas emitidas por el sol perpendiculares al campo magnético experimentaran la fuerza de lorentz • Las partículas negativas perpendicular es al campo magnético se desvían a la izquierda y las positivas a lado derecho. (-) (+)

23. FUERZA DE LORENTZ • Consecuencia de las partículas electromagnéticas que aplastan el campo magnético de la tierra.

24. Ley de OHM • El voltaje es proporcional a la corriente que pasa por un circuito cerrado, con la constante de proporcionalidad R, resistencia. V= R I

25. Banda de conducción • Mas allá de los electrones de valencia se encuentra la banda de conducción. Cuando hay un aumento de energía los electrones del ultimo nivel pasan a la banda de conducción , donde circulan de un lado a otro La ausencia de lo negativo es lo positivo

26. Resistencia en un circuito • Cuando las resistencias son ubicadas en paralelo en un circuito la resistencia equivalente está dada por : 1/Requivalente= (1/R1)+ (1/R2)… • Si las resistencias son iguales, entonces R eq=R/2

27. Resistencia en un circuito • Cuando las resistencias están en serie son sumadas • El potencial disminuye en la dirección de la corriente • En sentido contrario de la corriente el potencial aumenta

28. Ley de Kirchoff • La suma de las corrientes en un nodo es cero D I1+I2=I3 I1+I2+ I3=0

29. Capacitores y ley de Faraday • Capacitor : almacena cargas eléctricas • En los dieléctricos la carga es almacenada , esta varia con el tiempo por lo que produce un campo eléctrico y a su vez una corriente de desplazamiento, por lo tanto produce un campo magnético (ley de Faraday) Dibujo (dE/dt) = E ID B

30. Ley de Faraday • El flujo magnético variando con el tiempo produce una fuerza electromotriz ᶲB=Fem

31. Frecuencia y Torque • f´= (1/2π)(q/m)B • T = R x FL • nT= R x nFL