CONCEPTOS DE ELECTROMAGNETISMO Carga “q” La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifesta mediante atracciones y repulsiones que determi determinan nan las interacc interaccion iones es electro electromag magnéti néticas cas entre entre ellas. ellas. Existen Existen cargas de tipo positivo y negativo. Su unidad de medida es el coulomb. La carga carga eléctrica eléctrica es un atributo de las partículas elementales que la poseen, Caract Caracter eria iado do por por la !uer !uera a electr electrost ost"ti "tica ca que que entr entre e ellas ellas se e#er e#erce. ce. $ic%a !uera es atractiva si las cargas respectivas son de signo contrario, y repulsiva si son del mismo signo. La carga carga libre libre m"s m"s pequ peque&a e&a que se cono conoce ce es la del electr electrón ón I) 'e ( ),*+)+-)C ),*+)+-) C/, Siend Siendo o C 'Coulomb/ la unidad de carga en el sistema internacional de unidades 'S0/ $ic%a carga es negativa
Voltaje “” Es una magnitud magnitud !ísica que cuantifca la di!erencia de potencial eléctrico entre dos puntos. 1ambién se puede defnir como el traba#o por unidad de carga e#ercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Su unidad de medida es el volt.
Corrie!te “I” La corrie!te o i!te!"i#a# eléctrica es el 2u#o de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el inte interi rior or del del mater ateria ial. l. 3ara ara logr lograr ar que que este ste movi movimi mien ento to de electrones se dé en un sentido o dirección, es necesario una !uente de energía externa. Los electrones via#an del potencial negativo al potencial posit positivo ivo.. Sin Sin embar embargo go se toma toma por por conve convenci nción ón que que el sentid sentido o de la corrie!te eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.
CAMPO EL$CTRICO Campo es una región del espacio donde existe una distribución de una magnitud escalar o vectorial, que puede adem"s ser o no dependiente del tiempo. Campo eléctrico es la región del espacio donde act4an las !ueras eléctricas. La intensidad de campo eléctrico es el límite al que tiende la !uera de una
dE distribución de carga sobre una carga de prueba positiva 5 q que tiende a cero6
Ca%&o %ag!ético 7n campo magnético es un campo de !uera creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas '2u#o de la electricidad/. La !uera 'intensidad o corriente/ de un campo magnético se mide en Ga'"" '8/ o Te"la '1/. El 2u#o decrece con la distancia a la !uente que provoca el campo. Los ca%&o" %ag!ético" e"t(tico" son campos magnéticos que no varían con el tiempo '!recuencia de + 9/. Se generan por un im"n o por el 2u#o constante de electricidad, por e#emplo en los electrodomésticos que utilian corriente continua 'CC/,
El campo magnético generado por una 4nica carga en movimiento 'no por una corriente eléctrica/ se calcula a partir de la siguiente expresión6
'er*a electro%otri* Se denomina !uera electromotri ':E;/ a la energía proveniente de cualquier !uente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. 3ara ello se necesita la existencia de una di!erencia de potencial entre dos puntos o polos 'uno negativo y el otro positivo/ de dic%a !uente, que sea capa de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.
Ca&acita!cia
La ca&aci#a# o ca&acita!cia eléctrica es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo m"s com4n que almacena energía de esta !orma es el condensador. La relación entre la di!erencia de potencial 'o tensión/ existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente ecuación6
l'jo eléctrico Es una cantidad escalar que expresa una medida del campo eléctrico que atraviesa una determinada superfcie, o expresado de otra !orma, es la medida del n4mero de líneas de campo eléctrico que penetran una superfcie. Su c"lculo para superfcies cerradas se realia aplicando la ley de 8auss. 3or defnición el 2u#o eléctrico parte de las cargas positivas y termina en las negativas
l'jo %ag!ético Es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superfcie sobre la cual act4a y el "ngulo de incidencia !ormado entre las líneas de campo magnético y los di!erentes elementos de dic%a superfcie. La unidad de 2u#o magnético en el Sistema 0nternacional de 7nidades es el S > cos a
Co!"ta!te #ieléctrica La co!"ta!te #ieléctrica o &er%itii#a# relatia de un medio continuo es una propiedad macroscópica de un medio dieléctrico relacionado con la permisividad eléctrica del medio. En relación la rapide de las ondas electromagnéticas en un dieléctrico es6
$onde ? es la constante dieléctrica y ?m es la permeabilidad relativa El nombre proviene de los materiales dieléctricos, que son materiales aislantes o muy poco conductores por deba#o de una cierta tensión eléctrica llamada tensión de rotura. El e!ecto de la constante dieléctrica se manifesta en la capacidad total de un condensador eléctrico. Cuando entre los conductores cargados o paredes que lo !orman se inserta un material dieléctrico di!erente del aire La capacidad de almacenamiento de la carga del condensador aumenta. $e %ec%o la relación entre la capacidad inicial Ci y la fnal Cf vienen dada por la constante eléctrica6
Re"i"tii#a# La re"i"tii#a# es la resistencia eléctrica específca de un material. Se designa por la letra griega r%o min4scula '@/ y se mide en o%mios por metro 'ABm/ Su valor describe el comportamiento de un material !rente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. 7n valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno ba#o indicar" que es un buen conductor. 8eneralmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura. @ ( >D L
I!#'cta!cia La i!#'cta!cia se defne como la oposición de un elemento conductor 'una bobina/ a cambios en la corriente que circula a través de ella. 1ambién se puede defnir como la relación que %ay entre el 2u#o magnético 'Fb/ y la corriente y que 2uye a través de una bobina. El valor de la inductancia viene dado exclusivamente por las características de la bobina y por la permeabilidad magnética 'G/ del medio en el que se localia, Se mide en %enrios. 'L/ y se matem"ticamente se defne así6
Per%ea+ili#a# %ag!ética
En !ísica se denomina &er%ea+ili#a# %ag!ética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y %acer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual est" dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dic%o material. La magnitud así defnida, el grado de magnetiación de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo G6
Los materiales se pueden clasifcar seg4n su permeabilidad magnética relativa en6 •
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!erromagnéticos, cuyo valor de permeabilidad magnética relativa es muy superior a ). paramagnéticos o no magnéticos, cuya permeabilidad relativa es aproximadamente ) 'se comportan como el vacío/. diamagnéticos, de permeabilidad magnética relativa in!erior a ).
Ca&acitor Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor est" !ormado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios. En su !orma m"s sencilla, un capacitor est" !ormado por dos placas met"licas o armaduras paralelas, de la misma superfcie y encaradas, separadas por una l"mina no conductora o dieléctrico. Dl conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. 3or su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente 'H -/ y la otra positivamente 'H I/ sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es +, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga H. Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante 'por lo cual podemos decir que los capacitores, para las se&ales continuas, es como un cortocircuito/, aunque !uncionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy 4tiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.
Re"i"tor
Se denomina re"i"tor al componente electrónico dise&ado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como re"i"te!cia". En otros casos, como en las planc%as, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovec%ando el e!ecto Joule. Es un material !ormado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente m"xima en un resistor viene condicionado por la m"xima potencia que puede disipar su cuerpo.
I!#'ctor Los inductores o bobinas son elementos lineales y pasivos que pueden almacenar y liberar energía bas"ndose en !enómenos relacionados con campos magnéticos. 7na aplicación de los inductores, consistente en bloquearlas se&ales de DC de alta !recuencia en circuitos de radio, dio origen a que con dic%o término se %aga re!erencia a los inductores que se emplean en aplicaciones donde su valor no es crítico y que por lo tanto admiten grandes tolerancias. ="sicamente, todo inductor consiste en un arrollamiento de %ilo conductor. La inductancia resultante es directamente proporcional al n4mero y di"metro de las espiras y a la permeabilidad del interior del arrollamiento, y es inversamente proporcional a la longitud de la bobina.
