Actividad 4

Superficie equipotencial

         Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.

         El caso más sencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.

         Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llama líneas equipotenciales.

Link: http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_equipotencial

Interpretación: Es el lugar geométrico de los puntos del espacio en los que el potencial tiene un mismo valor, es decir, la familia de superficies. Cabe destacar que son perpendiculares a las líneas de fuerza del campo eléctrico en todo punto.

Aplicación de una superficie equipotencial

         Una de las aplicaciones más importantes es la del mantenimiento en caliente o en energizado de líneas de transmisión, y consiste en poner a una persona al mismo potencial que el de una línea de transmisión (138000, 230000 y hasta 500000 voltios) generalmente lo hacen con helicópteros, este al no estar en contacto con la tierra (potencial 0), se puede poner al mismo potencial de la línea en una de sus fases y realizar cualquier mantenimiento, siempre y cuando no se acerque ni tope una de las otras dos fases de esta línea.

Link:http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090920122805AAOqgRs

Link del video:

http://www.youtube.com/watch?v=Uvfa7sN_SCY&feature=related

Análisis:

         En el presente video se puede observar que las líneas de fuerza son aquellas líneas en las que el campo eléctrico es tangente a ellas en todos sus puntos, es decir, las líneas del campo eléctrico creado por una carga puntual serán rectas que pasen por dicha carga. Asimismo las líneas de fuerza del campo eléctrico creado por un dipolo, que es un conjunto formado por dos cargas puntuales e iguales aunque de distinto signo, en donde las líneas de fuerza salen de la carga positiva y entran en la carga negativa.

         Por otra parte las superficies equipotenciales son el lugar geométrico de los puntos del campo en que el potencial es constante, en donde las líneas de fuerza del campo eléctrico son siempre perpendiculares a las superficies equipotenciales.

 



Actividad 3

Electrización

         En física, se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.

Interpretación: Es cuando a un cuerpo se le otorga propiedades eléctricas, es decir,  adquiere cargas eléctricas.

Electrización por frotamiento

         Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si se frota un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño al lápiz. Ej.: Un globo lo frotas en tu cabeza y luego lo pones cerca de la cabeza de una persona, veras que su cabello se levanta.

         El vidrio adquiere una carga eléctrica positiva al perder un determinado número de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atraídas por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedar cargados eléctricamente ambos cuerpos, ejercen una influencia eléctrica en una zona determinada que depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha zona se llama campo eléctrico.

Link: http://es.wikipedia.org/wiki/Electrizaci%C3%B3n

Interpretación: Es cuando entre dos cuerpos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica.

Electrización por inducción

       La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

Link:http://www.etitudela.com/Electrotecnia/principiosdelaelectricidad/cargaycampoelectricos/contenidos/01d56993080930f36.html

Interpretación: Se define como transmitir electrones sin tocar el cuerpo a electrizar. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo (neutro, sin cargas). Cuando el cuerpo electrizado se acerca al cuerpo neutro, hay una interacción eléctrica entre las cargas del objeto electrizado y las del cuerpo neutro. Como resultado, la distribución de electrones se altera: el cuerpo electrizado cede sus electrones libres al cuerpo neutro.

Línea de Fuerza

          Es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial.

         En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidad vectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.

         Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas que interactúan, y dirigidas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas).  En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.

Link:http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Lineasdecampoelectrico.html

Interpretación: Son líneas imaginarias que describen, si los hubiese, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque no tienen presencia física.

Conclusiones

Cargas Eléctricas

         Cuando analizamos el primer experimento se denota una electrización por frotamiento  debido a que el suéter que es de lana adquiere una carga eléctrica positiva que  al perder un determinado número de cargas negativas (electrones); estas son atraídas por el suéter de lana, que al quedar ambos cuerpos cargados eléctricamente, ejercen una influencia  eléctrica  haciendo un traspaso de electrones del suéter al globo; quedando así mas positivos en el suéter y más negativos en el globo  lo que crea la atracción entre los dos cuerpos. Esto sucede debido al intercambio de cargas a través del roce, lo que significa, que ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.

         Igualmente sucede si dejamos todas las cargas positivas en el suéter  y pones todas las demás cargas negativas en el globo y las acercamos a la pared que está cargada tanto de cargas negativas y positivas, ocurrirá que las cargas del mismo signo se repelerán (en este caso negativas con negativas) y las cargas con signo contrario se atraerán (en este caso las negativas y positivas).

Campo eléctrico

         Cuando analizamos el segundo experimento se demuestra que al colocar una carga positiva las líneas de fuerza están dirigidas hacia fuera debido a que son fuerzas repulsivas, mientras que al colocar la carga negativa las líneas de fuerza se dirigen hacia ella misma. Asimismo, al colocar una carga positiva y otra negativa ocurrirá un equilibrio de atracción o repulsión entre las cargas donde las líneas de fuerza se establecerán de manera concreta según sea el signo de la carga. Al colocar la carga de prueba cerca de cargas positivas éstas se repelen debido a que ambas son del mismo signo, mientras que al colocar la carga de prueba con las cargas negativas estas se atraen debido a que son de signo contrario. Esto se debe a que esta carga de prueba al acercarse, tanto a las cargas positivas como a las cargas negativas, origina un campo eléctrico entre ellas.

 

Actividad 2

ACTIVIDAD 2

Electrón

         Se conoce como electrón a la partícula elemental mas ligera que constituye a los átomos y que presenta la mínima carga posible de electricidad negativa. Se trata de una partícula subatómica que rodea al núcleo del átomo, que está compuesto por protones y neutrones.

         Los electrones definen las atracciones entre los átomos, y generan, a través de su movimiento, corriente eléctrica en la mayoría de los metales.

Interpretación: El electrón es una partícula más pequeña que el átomo, representa por la letra e⁻ de tipo natural. En un átomo el electrón rodea al núcleo y esta compuesto por los protones y neutrones. Cabe destacar que el electrón tiene carga eléctrica negativa.

Positrón

         Es una partícula elemental, antipartícula del electrón, posee la misma cantidad de masa y carga eléctrica sin embargo, esta es positiva ^[]. No forma parte de la materia ordinaria, sino de la antimateria, aunque se producen en numerosos procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares.

         Esta partícula fue predicha por Paul Dirac en el año de 1928, para luego ser descubierta en el año 1932 por el físico norteamericano Anderson al fotografiar las huellas de los rayos cósmicos en una cámara de niebla.

         En la actualidad los positrones son rutinariamente producidos en la Tomografía por emisión de positrones usados en las instalaciones hospitalarias.

Interpretación: Es una partícula con carga eléctrica igual al electrón, pero positiva. Es decir, es la antipartícula del electrón.

Neutrón

          Es una partícula sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

         Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 15 minutos (885.7 ± 0.8 s); cada neutrón se descompone en un electrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.

         El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1. La interacción nuclear fuerte es responsable de mantenerlos estables en los núcleos atómicos.

Interpretación: El neutrón es una partícula eléctricamente neutra, es decir, no es positiva ni negativa, en donde los neutrones son fundamentales en el núcleo atómico.

Protón

         Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 10³⁵ años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse en otras partículas. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

         En un átomo, el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es.

Interpretación: Es una partícula mas pequeña que el átomo con una carga eléctrica positiva, en donde el número atómico del protón determina las propiedades químicas del átomo.

Diferencia entre Electrón, Positrón, Neutrón y Protón

	Definición
Electrón	Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Presenta la mínima carga posible de electricidad negativa
Positrón	Es la antipartícula del electrón, posee la misma cantidad de masa y carga eléctrica sin embargo, esta es positiva. No forma parte de la materia ordinaria, sino de la antimateria, aunque se producen en numerosos procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares.
Neutrón	Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Cada neutrón se descompone en un electrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.
Protón	Tiene carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+)(1,602 x 10–19 culombios) y una masa de 938,3 MeV/c2 (1,6726 × 10–27 kg) o, del mismo modo, unas 1836 veces la masa de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años.

Interpretación: La diferencia de cada uno de ellos es que el electrón es una partícula que tiene carga eléctrica negativa, mientras que el positrón es la antipartícula del electrón pero con carga eléctrica positiva, tiendo la misma cantidad de masa. El neutrón es una partícula que su carga eléctrica no es positiva ni negativa, es decir, es neutra; en donde su masa es muy similar a la del protón, aunque esta es ligeramente mayor. Y el protón es una partícula con carga eléctrica positiva con una masa mayor a la del electrón.

Links

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n

http://definicion.de/electron/

http://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3n

http://www.oya-es.net/reportajes/neutron.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n

http://definicion.de/proton/

http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_moderna/Prot%C3%B3n,_electr%C3%B3n_y_neutr%C3%B3n

Profe somos yiyi y mariangely; grupo 2 Instrumentación y Control

Materiales conductores

         Dentro de algunas de las definiciones cabe mencionar  que algunos cuerpos  neutros  cuando estos son electrizados, la carga  eléctrica bajo la acción de las  fuerzas correspondientes  busca  redistribuir  la acción de las fuerzas hasta lograr estar en equilibrio. En algunos casos estos cuerpos suelen  poner dificultades mediante el  movimiento de las cargas eléctricas por su interior, dejando así  cargado el lugar donde se dejó la carga neta. Esta definición  nos muestra que el comportamiento de dichas cargas  suelen variar  dependiendo de su  desplazamiento  y en el interior con su naturaleza  intima.

         Entonces podemos decir que los materiales conductores son todos aquellos átomos conductores de energía que poseen electrones externos ligados a un nucleó, que estando en un estado de Semi libertad les otorga  una gran movilidad en el transporte de movimientos de corriente eléctrica, permitiendo así la disolución de gases realizado por la presencia de iones. En otras palabras  es toda sustancia o  material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico proporciona un paso continúo de corriente eléctrica.

 v  Tipos de materiales conductores de energía :

COBRE:

Símbolo: Cu.

Densidad: 8.9 Kg/dm3

Resistencia Específica?: 0.0178

Conductividad: 56

Punto de Fusión: 1085 °C

ALUMINIO:

Símbolo: Al.

Densidad: 2.7 Kg/dm3

Resistencia Específica: 0.0278

Conductividad: 36

Punto de Fusión: 658 °C

AGUA:

         Compuesto de hidrógeno y oxígeno, de fórmula H2O. Líquido incoloro, inodoro e insípido, esencial para la vida de los animales y plantas, de los que entra a formar parte de nuestra vida. Muy abundante en la naturaleza, no se encuentra en la misma en estado puro, sino con gran variedad de sales minerales disueltas. Sus puntos de fusión (0ºC) y ebullición (100ºC) son la base de las distintas escalas de temperatura.

v  Materiales aisladores de la corriente:

·         Porcelana

·         Aceite

·         Aire

·         Exafluoruro de azufre

Ejemplos: plata pura, cobre recocido plomo, estaño, mercurio y entre otros.

Materiales  semiconductores

         Los materiales semiconductores se diferencian de los conductores  por que  los átomos de sus elementos suelen poseer 2,3, 4 y 5 electrones  en lo que es su última orbita proporcionando así una estructura cristalina de dichos átomos en su estado más  puro lo que  no les permite ceder ni captar  electrones. Dichos elementos conductores se unen mediante la presencia de enlaces  covalentes haciendo que la energía eléctrica fluya a través de sus cuerpos cuando se es aplicado una diferencia potencial  o corriente eléctrica. En este caso  la mayor o menor conductividad de los materiales semiconductores  dependerá de  una gran medida de su temperatura interna.

       Ejemplo en el caso de los metales. Suele suceder que a mayor grado  de temperatura   la resistencia  al paso de la corriente aumenta disminuyendo  la conductividad. Pero con los elementos semiconductores su caso es diferente ya que a mayor temperatura  mayor conductividad.

Materiales aislantes:

         Los materiales aislantes por su parte se caracterizan por  presentar una gran resistencia  a que las cargas eléctricas que  lo forman se desplacen  siendo estas formadas  por átomos de la materia  constituidos por  núcleos positivos en el cual giran a su alrededor con gran velocidad cargas eléctricas negativas, diferente de lo que es un material conductor ya que poseen cargas libres y se mueven fácilmente.

Materiales aislantes: plástico, madera, cerámica, etc.

Links

http://armanfred.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctrico

http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1259&bih=710&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=materiales+conductores&aq=f&aqi=&aql=&oq=