Mapa conceptual y resúmen ELECTRICIDAD Y CARGA
Mapa conceptual
La electricidad, una fuerza esencial en la vida moderna, se basa en la interacción de cargas eléctricas. Descubrimientos como los de Franklin y la ley de Coulomb han sido clave para entender cómo las cargas generan campos eléctricos y cómo estos influyen en la materia. La conservación de la carga y la electrostática son fundamentales para las aplicaciones tecnológicas que definen nuestro mundo actual.
Resumen
Esquema
Orígenes Históricos de la Electricidad
La historia de la electricidad es una fascinante crónica de descubrimientos y experimentos que han desentrañado los misterios de una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Uno de los hitos más emblemáticos fue el experimento de Benjamin Franklin en 1752, que demostró la naturaleza eléctrica de los rayos al hacer volar una cometa durante una tormenta. Este experimento no solo fue crucial para entender la electricidad atmosférica, sino que también impulsó una era de investigación científica que culminó en el desarrollo de leyes y conceptos fundamentales en el campo de la electricidad, los cuales son indispensables para comprender su papel en la tecnología moderna y en nuestra vida cotidiana.La Naturaleza Eléctrica de la Materia
La materia está compuesta por átomos y moléculas, que a su vez contienen partículas subatómicas como electrones, protones y neutrones. Los electrones tienen carga eléctrica negativa, mientras que los protones tienen carga positiva y los neutrones son eléctricamente neutros. La interacción entre estas cargas es la base de los fenómenos eléctricos. Franklin fue pionero en la teoría de que la electricidad consistía en dos tipos de cargas, y su concepto de cargas positivas y negativas es esencial para comprender la interacción eléctrica entre partículas, así como para el desarrollo de aplicaciones tecnológicas que dependen de la manipulación de la electricidad.Conservación y Cuantización de la Carga Eléctrica
La ley de conservación de la carga eléctrica es un principio fundamental que establece que la carga total en un sistema aislado permanece constante, lo que significa que la carga no puede ser creada ni destruida. Además, la carga eléctrica es cuantizada, como lo demostró el experimento de la gota de aceite de Robert Millikan, que verificó que la carga se presenta en múltiplos enteros de la carga elemental del electrón. Este descubrimiento es crucial para la comprensión de los fenómenos eléctricos y su manipulación en aplicaciones prácticas, como la electrónica y la química.Electroestática y la Ley de Coulomb
La electroestática es la rama de la física que estudia las cargas eléctricas en reposo y sus interacciones. La ley de Coulomb, formulada por Charles-Augustin de Coulomb en 1785, es una ley fundamental que describe cómo la fuerza entre dos cargas puntuales está directamente relacionada con el producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. El principio de superposición permite calcular la fuerza total que actúa sobre una carga sumando las fuerzas individuales de otras cargas presentes, y el concepto de campo eléctrico describe la influencia que una carga ejerce sobre otras en su proximidad. Estos conceptos son herramientas esenciales para el análisis de interacciones electrostáticas y para el diseño de dispositivos eléctricos y electrónicos.Campo Eléctrico y su Relación con la Carga
La carga eléctrica, una propiedad intrínseca de las partículas subatómicas, es la fuente del campo eléctrico, una región del espacio donde una carga eléctrica experimenta una fuerza. La intensidad y dirección del campo eléctrico dependen de la distribución de las cargas que lo generan. Para una carga puntual, el campo eléctrico se puede calcular utilizando la ley de Coulomb, mientras que para distribuciones de carga más complejas se emplea el principio de superposición. Las líneas de campo eléctrico representan visualmente la dirección de la fuerza que experimentaría una carga positiva en presencia del campo, y el teorema de Gauss es una herramienta poderosa para calcular el campo eléctrico en situaciones con alta simetría. La comprensión de cómo las cargas crean y son afectadas por campos eléctricos es fundamental para el estudio de la física eléctrica y para el diseño de tecnologías que utilizan la electricidad.
Mostrar más
1. INTRODUCCIÓN
EXPERIMENTO DE BENJAMIN FRANKLIN
BENJAMIN FRANKLIN DESCUBRIÓ LA NATURALEZA ELÉCTRICA DE LAS NUBES Y LOS RAYOS A TRAVÉS DE SU FAMOSO EXPERIMENTO CON UNA COMETA
EXPERIMENTO DE TALES DE MILETO
TALES DE MILETO REALIZÓ EXPERIMENTOS CON ÁMBAR Y DESCUBRIÓ QUE PODÍA ATRAER PEQUEÑOS OBJETOS AL FROTARLO CON UN PAÑO
DESARROLLO DE LEYES Y EXPRESIONES MATEMÁTICAS
A PARTIR DE LOS EXPERIMENTOS DE FRANKLIN Y OTROS CIENTÍFICOS, SE DESARROLLARON LEYES Y EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE EXPLICAN LAS PROPIEDADES DE LA CARGA Y EL CAMPO ELÉCTRICO
2. NATURALEZA ELÉCTRICA DE LA MATERIA
COMPOSICIÓN DE LA MATERIA
LA MATERIA ESTÁ COMPUESTA POR MOLÉCULAS, QUE A SU VEZ ESTÁN COMPUESTAS POR ÁTOMOS QUE CONTIENEN PARTÍCULAS ELEMENTALES COMO ELECTRONES, PROTONES Y NEUTRONES
IMPORTANCIA DE LA MASA Y LA CARGA ELÉCTRICA
LA MASA Y LA CARGA ELÉCTRICA SON PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES QUE COMPONEN LA MATERIA
DESCUBRIMIENTO DE LA CARGA ELÉCTRICA
BENJAMIN FRANKLIN DESCUBRIÓ QUE EXISTEN DOS TIPOS DE CARGAS ELÉCTRICAS, POSITIVA Y NEGATIVA, Y QUE ESTAS SE ATRAEN O REPELEN ENTRE SÍ
3. DISCONTINUIDAD Y CONSERVACIÓN DE LA CARGA
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA
LA CARGA ELÉCTRICA SIEMPRE SE CONSERVA, LO QUE SIGNIFICA QUE NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SINO QUE SE TRANSFIERE DE UN CUERPO A OTRO
CUANTIFICACIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA
LA CARGA ELÉCTRICA SE PRESENTA EN PAQUETES DISCRETOS Y SE PUEDE EXPRESAR COMO UN MÚLTIPLO ENTERO DE UNA CANTIDAD FUNDAMENTAL DE CARGA
UNIDADES DE MEDIDA DE LA CARGA ELÉCTRICA
LA UNIDAD DE MEDIDA DE LA CARGA ELÉCTRICA EN EL SISTEMA INTERNACIONAL ES EL CULOMBIO, QUE SE DEFINE EN FUNCIÓN DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA
4. ELECTROSTÁTICA
LEY DE COULOMB
LA LEY DE COULOMB ESTABLECE QUE LA FUERZA ENTRE DOS CARGAS ELÉCTRICAS EN REPOSO ES PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE LAS CARGAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA ENTRE ELLAS
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
EL PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN ESTABLECE QUE LA FUERZA TOTAL SOBRE UNA CARGA DADA ES LA SUMA DE LAS FUERZAS EJERCIDAS POR CADA UNA DE LAS CARGAS QUE ACTÚAN SOBRE ELLA
CAMPO ELÉCTRICO
EL CAMPO ELÉCTRICO ES UN CAMPO VECTORIAL QUE DESCRIBE LA FUERZA QUE UNA CARGA DE PRUEBA EXPERIMENTA EN UN PUNTO DEL ESPACIO DEBIDO A LA PRESENCIA DE OTRAS CARGAS ELÉCTRICAS
5. CARGA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO
CARGA ELÉCTRICA
LA CARGA ELÉCTRICA ES UNA PROPIEDAD DE LA MATERIA QUE PUEDE SER POSITIVA O NEGATIVA
CAMPO ELÉCTRICO
DIRECCIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO
EL CAMPO ELÉCTRICO SE DIRIGE HACIA FUERA SI LA CARGA ES POSITIVA Y HACIA LA CARGA SI ES NEGATIVA
EXPRESIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO
LA EXPRESIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO EN CUALQUIER PUNTO DEL ESPACIO DEPENDE DE LA CARGA PUNTUAL O DISTRIBUCIÓN DE CARGAS QUE LO CREAN
LÍNEAS DE CAMPO
LAS LÍNEAS DE CAMPO SON TRAYECTORIAS QUE SEGUIRÍA UNA CARGA PUNTUAL POSITIVA EN UN CAMPO ELÉCTRICO
TEOREMA DE GAUSS
DEFINICIÓN DE ÁNGULO SÓLIDO
EL ÁNGULO SÓLIDO ES UNA MEDIDA EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL QUE SUBTIENDE UN OBJETO EN UN PUNTO
APLICACIONES DEL TEOREMA DE GAUSS
EL TEOREMA DE GAUSS PERMITE CALCULAR EL CAMPO ELÉCTRICO EN CASOS DE SIMETRÍA EN UNA DISTRIBUCIÓN DE CARGAS
ELECTRICIDAD Y CARGA
Aprende con las flashcards de Algor Education
Haz clic en las tarjetas para aprender más sobre el tema
00
Experimento clave de Franklin
Cometa en tormenta, demostró naturaleza eléctrica de rayos.
01
Importancia de la electricidad
Fundamental en mundo moderno, omnipresente en vida cotidiana.
02
Desarrollo histórico de la electricidad
Siglos de experimentos y descubrimientos, establecimiento de leyes y conceptos.
