Historia:
- Tales de Mileto: Observó que un trozo de ámbar, después de frotar con una piel de animal, adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros.
- William Gilbert: Observó que otros cuerpos se confrontan como el ámbar al frotarlos ejercen una atracción y se manifiesta sobre cualquier otro cuerpo.
- Charles du Fay: Descubrió que existen dos tipos de electricidad estableciendo la teoría de doble fluido eléctrico.
- Benjamín Franklin: Estableció que la electricidad era un fluido que puede encontrarse en exceso y descubrió las propiedades de un cuerpo electrizado.
- Michael Faraday: Establece que la electricidad no se trata de un fluido sin no de partículas con carga.
- George Stoney: Bautiza a la carga con el nombre de electrón.
- Ernest Rutherford: Encontró otra partícula subatómica con carga opuesta al electrón, protón.
Carga Eléctrica
En la física moderna la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las interacciones electrostáticas.
Propiedades de la carga eléctrica
Conservación de la materia:
La carga eléctrica se conserva en todos los procesos físicos, incluido en aquello que implican creación o desintegración de partículas.
La conservación de la carga es un principio tan importante como el principio de la conservación del momento lineal o el de conservación de energía.
Cuantización de la carga eléctrica:
Cualquier carga eléctrica es un múltiplo de una unidad elemental de carga. Esta unidad elemental es la carga de electrón, cuyo valor absoluto denotamos por e=1,602*10^6
Inducción y polarización
Inducción electrostática: es la separación de cargas de un conductor, producida por el acercamiento de un cuerpo electrizado.
Polarización: es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación.
Electrostática
Es la rama de física que estudia las interacciones entre cuerpos cargado eléctricamente que se encuentran en reposo o en situación de equilibrio.
Dicha carga es la responsable de los efectos electrostáticos. La electrostática surgió, históricamente, mucho antes de que se comprendiera que la electricidad y el magnetismo son fenómenos.
Corriente Eléctrica
Es el desplazamiento de un conjunto de cargas o flujo decargas entre dos puntos.
Intensidad de corriente eléctrica: Es la cantidad de electrones que atraviesan la sección de un conductor en un determinado tiempo. I=Q/t
Corriente continua: Se le conoce como corriente directa y su característica principal es que los electrones o cargas simples fluyen, dentro de un círculo eléctrico cerrado en el mismo sentido.
Corriente alterna: El sentido del desplazamiento de las cargas varía con el tiempo.
Campo Eléctrico
Es la perturbación que un cuerpo produce ene el espacio que lo rodea por el hecho de tener una carga eléctrica.
Intensidad de campo eléctrico:
La intensidad del campo eléctrico en un punto del espacio es la fuerza que actuaría sobre la unidad de carga positiva en ese punto.
Ley de Coulomb
Expresa el valor de la fuerza que se ejerce mutuamente entre dos cargas eléctricas. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
- La fuerza está dirigida a lo largo de la recta de unión de las cargas, las fuerzas son repulsivas si son del mismo signo, en cambio si las cargas son de signo contrario la fuerza será de atracción.
- Son fuerzas a distancia, no es preciso que exista ningún material entre las cargas para que dichas fuerzas actúen.
- Siempre se presentan a pares como afirma el principio de acción y reacción,es decir tiene igual módulo y dirección pero sentido contrario.
- Las fuerzas eléctricas verifican el principio de superposición. Es decir cuando hay tres cargas eléctricas puntuales la fuerza resultante actuará sobre una de ellas.
Circuitos eléctricos
Son sistemas por los que circula una corriente eléctrica.
Hilos conductores:
Son los elementos por los que circula la corriente eléctrica.
Conductores: Permiten el paso de la corriente eléctrica ofrecieno poca o ninguna resistencia al flujo de electrones.
Los semiconductores: Permiten el paso de la corriente eléctrica, mejor que un aislante, pero peor que un conductor.
Aislantes: impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia de flujo de electrones.
Sentido de la corriente
En un circuito el sentido de la corriente va del polo negativo al polo positivo(sentido real de la corriente), pero para interpretar los esquemas de un circuito se dice que la corriente va del polo positivo al polo negativo(sentido convencional de la corriente).
Ley de Ohm
En un circuito recorrido por una corriente eléctrica, la tensión al producto de la intensidad de corriente por la resistencia total del circuito.
Magnetismo
Es un fenómeno natural por el cual algunos objetos producen fuerza de atracción o repulsión sobre los otros materiales.
Campo magnético de un imán:
Es el espacio próximo del imán en el cual son apreciables lo fenómenos magnéticos por dicho imán.
Por motivos de convencionalismos teóricos, se les da un sentido de circulación de tal forma que se dice que las líneas de campo salen por el polo norte del imán, recorren el espacio exterior y entran por el polo sur. El sentido de circulación de esas líneas por el interior del imán el polo sur es el norte.
Campo magnético:
Se denomina campo magnético a la región del espacio en la cual se manifiestan las fuerzas magnéticas producidas por el imán.
Características de campo magnético:
Cuando una carga eléctrica se encuentra en un campo magnético y se desplaza dentro de el, experimenta una fuerza debida a la acción del campo. La fuerza se encuentra en un campo magnético:
- Directamente proporcional al valor de la carga, cuando mayor sea esta será la fuerza que actuará sobre la carga.
- Directamente proporcional a la velocidad de la carga, de tal forma que si la carga está en reposo el campo no actúan sobre ella.
- Directamente proporcional al valor del campo magnético en el cual se encuentra inmersa la carga.
Comportamiento de los materiales magnéticos:
Paramagnéticos: Estos materiales son débilmente atraídos por los campos magnéticos, es decir que si colocamos un material paramagnético dentro de un campo magnético será atraído hacia las líneas de fuerza del campo.
Ferromagnéticos: Son materiales que cuando se introducen dentro de un campo magnético, distorsionan muchísimo las líneas de flujo. Esto es debido a que se produce un ordenamiento de los momentos magnéticos del material en la misma dirección que en el campo exterior.
Inducción magnética
Es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor.
Gravitacion Universal
Revolución de la astronomía
Los primeros astros que atrajeron la atención de nuestros ancestrales fueron el sol y la luna. Por eso el día solar y el mes lunar son las unidades de tiempo empleadas en primer lugar por pueblos de cualquier parte del mundo.
El cielo de Ptolomeo
- Los planetas se movían deforma irregular.
- Los planetas se mueven en círculos perfectos llamados epiciclos.
- El centro de estos epiciclos sigue un círculo perfecto alrededor de la Tierra llamado deferente.
- El centro de la deferente no se mueve a la misma velocidad respecto al planeta.
- El ecuante es un punto que coincide con la posición de la Tierra.
Modelo heliocéntrico de Copérnico
- El sol inmóvil en el centro de las estrellas fijas, que no poseen ningún movimiento.
- La Tierra y los demás planetas giran en órbitas circulares respecto al sol
- La Tierra tiene además un movimiento de rotación diurno alrededor de su eje.
- La Luna gira alrededor de la Tierra.
Las leyes de Kepler
- Clase de órbita planetaria: Todos los planetas giran en torno al sol siguiendo órbitas elípticas. El sol ocupa uno de los focos de la elipse.
- Forma en que se recorre: La línea que une el centro del sol y el de un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
- Relación tiempo-tamaño de la órbita: El cuadrado del período de revolución de los planetas del sol es proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de la elipse que describen.
Principio de Gravitación universal
Dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias.
La leyenda dice que Newton descubrió el principio de gravitación universal reflexionado después de caer una manzana.
Newton estudió los trabajo de científicos anteriores, antes de extraer sus conclusiones Newton con el principio de gravitación universal determina una ley igual para todos los cuerpos del universo.
Principio de cuatro etapas:
- Etapa de Galileo: Había demostrado que, cuando se puede despreciar la resistencia del aire, todo cuerpo liberado cerca de la Tierra cae hacia ella con movimiento uniformemente acelerado
- Etapa de Copérnico: Defendía la teoría heliocéntrica. Es decir que los planetas giraban entorno al sol.
- Etapa de Kepler: De las leyes de Kepler, Newton dedujo condicionales matemáticas de la fuerza universal que buscaba.
- El principio: Dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
Energía eléctrica 