En la figura observamos las armaduras de un condensador.
La energía almacenada en un condensador se relaciona con el trabajo realizado para ir colocando cargas del mismo signo sobre la superficie de su armadura. Estas cargas, por el efecto de la repulsión, tienden a oponerse a dicho desplazamiento, devolviendo el trabajo realizado para juntarlas.
La capacidad eléctrica de un conductor se define como la relación existente entre la cantidad de carga aplicada al mismo y el potencial que, como consecuencia del suministro de la misma, adquiere dicho conductor. La unidad de capacidad en el S.I es el faradio (F), que corresponde al valor obtenido cuando se aplica un colombio de electricidad para obtener una variación de potencial de un voltio.
En este vídeo encontraremos una explicación sencilla de lo que es un condensador sus tipos características, aplicaciones y tipos de condensadores.
REFLEXION
Luego de haber visto el vídeo y revisado diferentes bibliografias puedo concluir diciendo que si sobre un conductor separado de la influencia de otros conductores se induce una cierta cantidad de carga q, adquirirá un determinado valor de potencial V.
Podemos decir que un condensador consta de dos placas metálicas llamadas armaduras y sus características son capacidad,numero de placas,la temperatura y la superficie.Las aplicaciones de los condensadores en la vida diaria por ejemplo en los automoviles son:Inyección, Air Bag y en el Encendido, otras aplicaciones son: filtrado de corriente, temporizadores y circuitos osciladores como lo vimos en el vídeo.
Cada material posee su propia constante dieléctrica, de acuerdo a su capacidad de paralización y los condensadores se pueden agrupar en serie donde las cargas permaneces constantes y el potencial es igual a la suma de los potenciales de cada condensador mientras que los paralelos el que permanece constante es el potencial y la carga es la suma de dichas cargas
Y CAMPO ELÉCTRICO
Hoy en día vivimos rodeados de aparatos eléctricos y sorprendentes pensar que hasta hace mas o menos un siglo la electricidad no empezó a formar parte de la vida cotidiana de las gentes.
Sin embargo, la humanidad conoce desde siempre la existencia de un fenómeno eléctrico tan conspicuo como el rayo.
En 1752 Benjamín Franklin demostró la naturaleza eléctrica del rayo haciendo volar una cometa a cuya cuerda había atado una llave en un día de lluvia, la cual, al mojar la cuerda la había hecho conductora.
MMVIII EDITORIAL OCEANO Milanesat, 21-23 Barcelona(España)
¿Cómo funciona un para rayos?
Su función es preservar los edificios o embarcaciones en los que se disponen de los efectos eléctricos de las nubes, canalizando la descarga eléctrica por un camino corto hacia el suelo a fin de evitar los daños de las descargas
En la figura observamos que el rayo salta debido a la diferencia de potencial entre la nube y el suelo.
esta diferencia de potencial se produce porque los cristalitos de hielo de la nube pierden electrones, y ésta se carga positivamente.
Formula
w
En este vídeo se observa un sistema clásico donde se evidencia un estudio del concepto y calculo del campo y potencial eléctrico donde se trabaja con placas de cobre
CAMPO ELÉCTRICO E
El Campo Eléctrico, E , en un punto P, se define como la fuerza eléctrica F, que actúa sobre una carga de prueba positiva +q0, situada en dicho punto. Es decir,
y se representa con líneas tangentes a la dirección del campo. La dirección y el sentido de las líneas del campo eléctrico en un punto, se obtiene observando el efecto de la carga sobre la carga prueba colocada en ese punto.
Características de las lineas de campo eléctrico
Se orientan desde la carga positiva a la negativa
No se cruzan en ningún punto del espacio
El vector de campo en cada punto en el espacio es tangente a la líneas de campo que pasa por el punto
El sentido del campo eléctrico en un punto coincide con la linea de campo que pasa por dicho punto.
En las figuras 4 y 5 se presentan las líneas de campo eléctrico debido a cargas puntuales +q y -q, las cuales se alejan de la carga positiva y se dirigen a la negativa.
•En la figura 6 se muestra las líneas de una pareja de cargas iguales y opuestas; en la figura 7 se muestran las líneas de campo de una pareja de cargas positivas e iguales.
La fuerza con que crea el campo atrae o repele a la carga, es inversamente proporcional a la distancia que los separa. Esto significa que a medida que nos alejamos de la carga que genera el campo eléctrico, éste cada vez disminuye su intensidad y la razón es muy sencilla. Utilizando la definición de campo eléctrico, determinamos la expresión que permite calcular la intensidad de campo en un punto determinado.
Y ¿qué sucede en el caso de que exista más de una carga en el espacio, cada una generando a su alrededor un campo eléctrico?
No olvidemos que la intensidad de campo es una magnitud vectorial y que el campo resultante será la suma de todos los vectores de intensidad de campo eléctrico que actúan sobre la carga de prueba.
Es innumerable la cantidad de descubrimientos que se demostraron con la ley de Gauss ya que esta ley muestra de una forma matemática la distribución de una carga en una superficie altamente simétrica hace más de dos siglos. Maxwell descubrió la forma matemática de demostrar que el magnetismo y el campo eléctrico obedecen los mismos principios, ¿Cómo fue posible descubrir que el campo eléctrico y el magnetismo están interrelacionados? Carl Friedrich Gauss fue un matemático talentoso que por medio de sus conocimientos de las matemáticas y de la Geometría diferencial así como se valió del teorema de la divergencia donde en un espacio vectorial X, Y, Z fluyen líneas del campo por tanto la ley de Gauss es un resultado de un análisis multivariado del flujo eléctrico de una figura altamente simétrica como en las esferas o en los cilindros todas estas deducciones de tipo matemático comprobaron a la comunidad científica que los descubrimientos de Faraday sobre el campo eléctrico son reales, por tanto analizando la historia la matemática ha contribuido a demostrar de manera cuantitativa los fenómenos de la naturaleza y por tanto hallarle algún uso si se cuenta con la suficiente experimentación para probarlo, por tanto una de las aplicaciones que genera los descubrimientos de Faraday y las deducciones de Gauss efectiva mente es la Jaula de Faraday donde aquí se aplica un principio del campo eléctrico donde la carga que experimenta un objeto dentro de cualquier superficie conductora envolvente es nulo por tanto esta aplicación asido útil dentro de muchos inventos de tipo electrónico esta capacidad de bloquear los campos eléctricos exteriores se han aplicado:
" Desde los escudos electromagnéticos para los componentes de computadora hasta los finos recubrimientos metálicos en los vidrios de las torres de control en los aeropuertos para evitar que la radiación originada fuera de la torre afecte la electrónica en el interior de la misma"
Hewitt, P. (1999). Conceptos de Física . Wilmington: Addison-Wesley
En la figura mostramos un ejemplo de espacio vectorial
Más allá de lo que se ha afirmado anteriormente también cabe destacar que la dirección del campo debe ser siempre perpendicular a la superficie en cuestión. Para resolver la pregunta planteada al principio es necesario analizar que estas dimensiones tienen mucho en común sobre todo porque son fuerzas y estas fuerzas rigen la gravedad, el campo eléctrico y electromagnetismo y también rigen el comportamiento de la luz. Por tanto si se analiza desde la ley de Gauss
aqui en la ecuación vemos que el flujo eléctrico esta dado por la carga encerrada entre la constante dialéctica
http://jaibana.udea.edu.co/programas/electrica/torre.jpg
el comportamiento de las fuerzas se hacen de alguna manera más predecibles dado a la alta simetría que exige esta ley para que se apliquen estas ecuaciones que por lo general involucran la aplicación de una fuerza(electromagnética, gravitatoria) por el producto inverso de la distancia, con esta y otras ecuaciones relacionadas a la ley de gauss se pueden entender e incluso aplicar ciertos principios que gobierna la naturaleza de los flujos de fuerza, los ejemplos especificados anteriormente corresponden tan sólo una pequeña parte de las aplicaciones que pueda originar en consecuencia la comprensión de este principio matemático presente en la naturaleza
En el siguiente video se puede ver como explican brevemente la aplicación de la ley de gauss y como se usa, además señalan que cargas positivas se repelen y cargas negativas se atraen.
Voy a dar un concepto de FLUJO MAGNÉTICO: Si en un punto cualquiera P de un campo magnético consideramos un elemento de superficie perpendicular a la línea de campo en P, el flujo atreves de la superficie es el valor de la inducción magnética en P por el área del elemento de superficie será como lo observamos en la figura
En esta figura observamos el campo magnéticos creado por un imán , donde las líneas de fuerzas salen de un extremo denominado polo norte y entran por el extremo denominado polo sur.
El teorema de Gauss afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual al cociente entre la carga que hay en el interior de dicha superficie dividido entre e0.
Para una línea indefinida cargada, la aplicación del teorema de Gauss requiere de los siguientes pasos: .-A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico.
La dirección del campo es radial y perpendicular a la línea cargada
2.-Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo
Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de radio r y longitud L.
Flujo a través de las bases del cilindro: el campo E y el vector superficie S1 o S2 forman 90º, luego el flujo es cero.
Flujo a través de la superficie lateral del cilindro: el campo E es paralelo al vector superficie dS. El campo eléctrico E es constante en todos los puntos de la superficie lateral, El flujo total es, E·2p rL
3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerradaLa carga que hay en el interior de la superficie cerrada vale q=l L, donde l es la carga por unidad de longitud.
4.-Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico
El mismo resultado pero de manera más sencilla.
Aquí podemos observar a una superficie gaussiana que encierra una carga eléctrica
la superficie gaussiana toma la forme de la carga que rodea.
REFLEXION
Estudiando la ley de gauss he notado que el flujo eléctrico que entra a una superficie es el mismo que sale , por ende su valor será cero ya que todos los vectores paralelos forman ángulos cero.
Las aplicaciones de gauss nos llevan a poder calcular la densidades superficiales de cargas puntuales dentro de cascarones esféricos, cilindricos entre otros, recordemos que cada carga puntual es rodeada por la superficie gauseana que toma la forma de acuerdo a su cargas.
También aprecie que cuando se mide el campo eléctrico en cualquier parte sobre la superficie de un cascaron esférico y apuntando radialmente hacia el centro de la esfera podemos calcular con facilidad cual es la carga neta dentro de la superficie , recordemos que las cargas eléctricas en movimiento originan campos magnéticos, los cuales actúan a su vez sobre cargas eléctricas en movimiento.
Referencias
Hewitt, P. (1999). Conceptos de Física
. Wilmington: Iberoamericana
En este segundo ensayo vamos a encontrar información breve sobre los descubrimientos de faraday y Coulomb y unos vídeos que explican de forma sencilla lo que es electricidad y cargas eléctricas.
Los antiguos griegos ya sabían en el siglo V a.j.c que al frotar ciertas sustancias éstas adquieren la propiedad de atraer cuerpos de masa reducida, como sabemos una de las sustancias que manifiesta este fenómeno con facilidad es el ámbar.
Cuando un cuerpo esta electrizado se dice que presenta una cierta carga eléctrica y caracteriza atracción o repulsión según sea el caso, estas llamadas en la antiguedad resinosa y vítrea hoy llamadas negativas y positivas, A partir de comprobaciones experimentales, puede demostrarse con facilidad que las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen.
en la figura se observa claramente que signos iguales se repelen y signos distintos se atraen
Michael Faraday(1791-1867)
Químico y Físico británico. Dedicado inicialmente a la química, descubrió la presencia del benceno en el alquitrán de hulla y logró licuar la mayoría de los gases entonces conocidos. Descubrió la inducción electromagnética (1831) y dio las leyes de la electrólisis (1833), estableciendo asimismo el nombre de fenómeno así como los términos ion y electrodo. Demostró el principio de conservación de la carga eléctrica y estableció la teoría de la electrización por influencia(1843). Sus últimos descubrimientos fueron la electroluminisencia, la acción de un campo magnético sobre la luz polarizada y el diamagnetismo.
En este video dan una explicación breve sobre la historia de la eléctricidad Ley de Coulomb:
El enunciado de esta ley fue planteado por el físico francés del mismo nombre en (1785), es el siguiente:
La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de ambas y se halla en razón inversa del cuadrado de la distancia que las separa. Siendo F la intensidad de dicha fuerza, la expresión de la ley es
F= k q1.q2 r2
En esta formula k es una constante de proporcionalidad que depende de las unidades con las que se miden las respectivas magnitudes y del medio en el que se encuentren las cargas."El mentón de física y química editorial océano"(1995)
En el video se ve mejor la explicación de la atracción orepulsión de las cargas
A partir de la experiencia realizada para determinar los dos tipos de carga, puede también establecerse una neta diferenciación entre los materiales: se dice aislante cuando al ejercer sobre su superficie una fricción, se electriza y mantiene las cargas eléctricas, en el mismo lugar en el que han sido producidas algunos materiales que tienen esta característica son el vidrio, la porcelana,las resinas y la madera.
Por el contrario un cuerpo sera conductor cuando al frotarlo las cargas que se generan entre ellos es difunden a través de toda la superficie, estos son todos los metales,el cuerpo humano y la superficie de la corteza terrestre.
En la figura se observa como se aleja o se acercan radialmente las líneas de acuerdo a la carga
Algunos experimentos sencillos demuestran la existencia de fuerzas y cargas eléctricas, por ejemplo, después de pasar un peine o un globo por su cabello en un día seco, usted descubrirá que el peine atrae pedacitos de papel. Con frecuencia, la fuerza atractiva es lo suficiente mente fuerte para sostener los pedazos de papel, como podemos observar en los dibujos.
Al pasar el globo por el cabello ambos se cargan eléctricamente
Serway, R.(1997). Física Tomo I .México:McGraw-Hill
Campo eléctrico de una Distribución de carga Continua
Con frecuencia las distancias entre cargas en un grupo de cargas es mucho menor que la distancia del grupo a algún punto de interés por ejemplo un punto donde el campo eléctrico se va a calcular en esta situación el sistema de cargas se puede considerar continuo.
Para evaluar el campo eléctrico en P a un elemento
que porta una carga q es
Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.
Cabe destacar que aqui hemos encontrado información sobre la los trabajos de coulomb, sus leyes y una explicación breve sobre campo electrico.
Por ende puedo decir que un cuerpo cargado se considera que de algún modo, cambia la naturaleza del espacio que lo rodea, por lo que cuando otro cuerpo cargado se sitúa en algún lugar cerca del primero,"siente" este cambio como una fuerza que recibe en esa posición.
Este cambio un tanto misterioso, en el espacio,debido a un cuerpo cargado, se llama campo electrico ( E ) y es de carácter vectorial. Puede decirse que un cuerpo cargado ocasiona un campo eléctrico en todo el espacio.
Referencias
Serway, R.(1997). Física Tomo I .México:McGraw-Hill.
http://www.physics.ucla.edu/demoweb/demomanual/electricity_and_magnetism/electrostatics
Georg Simon Ohm (1789-1854)
Físico alemán.Halló la ley fundamental de la electro cinética,en 1827, y definió de forma precisa los conceptos de cantida de electricidad, intensidad y fuerza electromotriz.
Estudió el fenómeno de la paralización de las pilas y dio una teoría de la sirena.
Ensayo n 1 Sobre Electomagnetismo
Inducción electromagnética
¿Conoces de la atracción y repulsión de los cuerpos?
Pues en este pequeño ensayo encontraras por que sucede y como sucede dicha atracción o repulsión el elemento responsable de esto es la magnética. La propiedad de la magnética(Fe3O4) de atraer el hierro se conoce desde antiguos y se cree que los navegantes chinos ya habían aprendido a orientarse por medio de la brújula hacia el siglo VII.
Sin embargo el conocimiento de la naturaleza de los fenómenos magnéticos es mucho mas reciente. Hoy sabemos que, contrariamente a los primeros investigadores en este campo pensaron, el magnetismo no constituye una esfera de fenómenos independientes, sino que es más que una manifestación del movimiento de las cargas eléctricas.
Aquí encontraremos información detallada de las propiedades magnéticas de la materia y de la inducción electromagnética. La magnética es una importante mena de hierro y aparece diseminada como mineral accesorio en muchas rocas ígneas y en algunas metamórficas, encontrándose en lugares tan dispares como en playas de arenas negras y junto crecimientos dendríticos entre hojas de mica.
En 1820 Hans Oerste llevó a cabo un sencillo experimento que hizo patente que los fenómenos eléctricos y magnéticos no constituyen, como hasta entonces se había creído, dos tipos de fenómenos separados, dispuso una aguja imantada paralelamente a un hilo conductor, al hacer circular una corriente continua por el hilo, la aguja giraba orientandose perpendicularmente a este.
Otra observación de crucial importancia para la comprensión de la naturaleza de los fenómenos magnéticos es que cuando por dos conductores rectilíneos paralelos circulan dos corrientes de intensidades I1 y I2 si ambas son de igual sentido, los dos conductores se atraen, mientras que si, son de sentido contrario, los dos conductores se repelen.
Por lo regular en un circuito, se fijan la resistencia y el voltaje luego entonces estas son variables independientes por lo tanto la intesidad de corriente eléctrica es la variable dependiente en un circuito dado. POTENCIA Al aplicar un voltaje a una resistencia, es muy importante tener en cuenta la potencia que se va a disipar a través de la resistencia por lo que es importante calcularla antes de realizar cualquier práctica, luego entonces la fórmula de la potencia es: Cuando se conocen el voltaje y la intensidad de corriente P=V ×I Combinando ley de Ohm con la fórmula de potencia también tenemos P=I 2×R o P= V2 R. si a un cuerpo le aplicamos voltaje dentro del cuerpo se produce una cierta corriente electrica dicha corriente sera mayor o menor dependiendo de la resistencia del cuerpo.
Hija y discípula del astrónomoTeón, Hipatia es la primera mujer matemática de la que se tiene conocimiento razonablemente seguro y detallado. Escribió sobregeometría,álgebrayastronomía, mejoró el diseño de los primitivosastrolabiosinstrumentos para determinar las posiciones de lasestrellassobre la bóveda celeste e inventó undensímetro.
Hipatia murió a una edad avanzada, 45 o 60 años (dependiendo de cuál sea su fecha correcta de nacimiento), linchada por una turba decristianos. La motivación de losasesinosy su vinculación o no con la autoridad eclesiástica ha sido objeto de muchos debates. El asesinato se produjo en el marco de la hostilidad cristiana contra el declinantepaganismoy las luchas políticas entre las distintas facciones de la Iglesia, elpatriarcado alejandrinoy elpoder imperial, representado en Egipto por el prefecto Orestes, ex alumno de la filósofa.Sócrates Escolástico, elhistoriadormás cercano a los hechos, afirma que la muerte de Hipatia fue causa de «no poco oprobio» para el patriarcaCiriloy la iglesia de Alejandría,y fuentes posteriores, tanto paganas como cristianas, le achacan directamente el crimen, por lo que muchos historiadores consideran probada o muy probable la implicación de Cirilo, si bien el debate al respecto sigue abierto.
Su carácter singular de mujer entregada alpensamientoy laenseñanzaen plenatardoantigüedad, su fidelidad al paganismo en el momento de auge delcatolicismoteodosianocomo nueva religión del Estado romano, y su muerte a manos de cristianos le han conferido gran fama. La figura de Hipatia se ha convertido en un verdaderomito: desde la época de laIlustraciónse la presenta como a una «mártirde laciencia» y símbolo del fin del pensamiento clásico ante el avance del Cristianismo.No obstante, en la actualidad se destaca que su asesinato fue un caso excepcional y que, de hecho, la escuela neoplatónica alejandrina, progresivamente cristianizada, floreció hasta pleno siglo VII.
Por su parte, losmovimientos feministasla han reivindicado como paradigma de mujer liberada, incluso sexualmente,aunque, según laSuda, estuvo casada con otro filósofo —llamado Isidoro y se mantuvo virgen.También se la ha asociado con laBiblioteca de Alejandría, si bien no hay ninguna referencia que vincule a ambas: se cree que la Gran Biblioteca ptolemaica desapareció en un momento incierto delsiglo III, o quizá delIV, y su sucesora, la Biblioteca-hija delSerapeo, fue expoliada en391. Según las fuentes, Hipatia enseñaba a sus discípulos en su propia casa.
Isaac Newton Padre de la Gravedad
Ecuación: Expresión algebraica que contiene una o mas variables y que establecen una igualdad entre los dos miembros
Ejemplo: 13x+5x = 8x-3
Ecuación Diferencial ordinaria (EDO) : Son ecuaciones que contienen derivadas de funciones que dependen de una sola variable independiente.
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