Electricidad Del Parcial 2

La ley de la gravitación universal

=   12 = 2  = 

 

Ley de coulomb para la fuerza electroestática

Donde g es = aceleración debida a la fuerza de gravedad F= fuerza gravitacional m=masa de prueba

 =   = 

∈ = 2

Donde E=intensidad de campo q= magnitud de la carga colocada en el campo.

Ejemplo conceptual Dos cargas puntuales q1 = - 6 nc y q2 = +bnc están separadas por una distancia de 12 cm, como muestra la figura24-7 determine el campo eléctricos (a) en el p

unto A y (b) en el punto B.

Por convección, consideramos cualquier vector que se dirija hacia la derecha o hacia arriba como positivo y cualquier vector dirigido a la izquierda o hacia abajo como negativo el campo en A debido a q1 está dirigido hacia la izquierda puesto que q1 es negativo y la magnitud es

9 .2/26109  1 910  1= 1 = =400 2  2 410  (Izquierda)

La intensidad en A, debido aq3 también está dirigida a la izquierda ya que q2 es positiva y está dada por

9 .2/26109  2 910  4 2= 2 = =0. 8 4410 2  2 810 

Una carga de +2uc colocada en un punto P en un campo eléctrico experimenta una fuerza descendiente de 8x10 -4 N ¿cuál es la intensidad del campo eléctrico en ese punto? O+ 2 uc

8x10-4 N

−   810  ∈=  = 210−  =400  Una carga de -5uc está colocada en el punto P tienes problemas 24.1 ¿cuál es la magnitud y la dirección de la fuerza sobre la carga de -5uc? O+ 2 uc

8x10-4 N P -5x107

  ∈=  ==∈ =400  5 =210−

Una carga de -3uc

colocada en el punto A experimenta una fuerza

descendente de 6x10-5 N ¿cuál es la intensidad del campo eléctrico en el punto A? -3mc

3x10-5

−    610 ∈=  = 310−  =20  El punto determinado, la intensidad del campo eléctrico es de 40N/c en dirección al este. Una carga desconocida recibe una fuerza hacia al oeste de 5x10-5N ¿cuál es la naturaleza y la magnitud de la carga?

 =  ==  40  510− = 210− 5x10-5 N

40 N/C

5) ¿cuál es la magnitud y la dirección de la fuerza que actuará sobre un electrón (a=1: 6x10-11 c) si éste se encuentra en el punto P del problema 24.1 ob en el punto A en el problema. R=?

 =400 / 1.610− ∗ 1.610−   1.610−  =3.2010−   Q= F=

F=400 N/C ( F=(20N/C) (

 =20 / 1.610− ∗ Q= F=

6) ¿cuáles deben ser la magnitud y la dirección de la intensidad de campo eléctrico en tres placas horizontales para producir una fuerza?

−   610  11 ∈=  = 310−  = 110  Hacia arriba

+++++++++++++++++++++++++++

∈=  -

-

-

-

-

-

-

-

7.- El campo eléctrico uniforme entre dos placas horizontales es 8x10 4 C la placa interior tiene una placa negativa equivalente ¿Cuáles son la magnitud y

la dirección de la fuerza eléctrica que actúa sobre un electrón que pasa horizontalmente a través de las placas? +++++++++++++++++++++++++++

∈= 8104  = .   = 1.28104

8.- calcule la intensidad del campo eléctrico en un punto P, localizando 6mm a la izquierda de una carga de 8mc ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza en una carga de -2ac colocada en un punto P. -2 nc

∝   = 6105 

Q=

R= 6 mm = 6 mm

9 2/28106  8106 2  910  9 ∈=  =210 2 2  3 610  2 9 2/28106  2109  910  =  = =4 2 3 610  9.- Determina la intensidad del campo eléctrico en punto P. Localizado 4 cm encima de una carga de -12 mc ¿cuáles son las magnitudes y la dirección de la fuerza sobre una carga de +3nc colocada en el punto P?

Qf=0.2025N

9 12106   910  =  = 0.042 =67 500 000

 =67500000 3109 =0.2025  ℎ  10.- Calcule la intensidad del campo eléctrico en el punto medio de una recta de 70 mm que une a una carta -620 mc con una carga de +40 mc?

2  9 6 910 6910    2   =  = =110,204.081 0.072 2  9 6 910 4010  2 2  =293,877.551  =  =

 0.035 =110,20481.0293,877.551=404,081.631 

11.- Una carga de 8nc se localiza 80 mm a la derecha de una carga de + 4nc. Calcule la intensidad del campo en el punto medio de una recta que une las dos cargas 40mm

70mm

9mc

9nc

 _________________

2  9 9 6    9 10 410  810    2  0.0402 ∈1= 1 =22,500 / 2  9 9 6  910 810  810    2  0.0402 ∈2= 2 =45,000 /

=22,50045,000=22,500  12.- Halle la intensidad del campo eléctrico en un punto colocado 30 mm a la derecha de una carga de 9nc 30mm

40mm

 _________________ Q=16k

1.0910 /

2  9 6 910 1. 6 10     2 1  ∈1=  =16,000 / 2 3 3010 

2 29109  80625   

∈2= 2 9109

    =1 2=16000  50026  =109375   ℎ 13.- Dos cargas iguales de signos opuestos están separadas por una distancia horizontal de 60 mm

∈1

  campo eléctrico resultante en el punto

medio de la recta es de 4x104 N/C ¿Cuál es la magnitud de cada carga? R= 620 mm q1= + q2= -

 = 4104 /  =1+ 2= 9104 /  = 2104 / + 2104 / = 4104 / 2  9 910    1   2 2  ∈1=  = 2104 / = 0.030

4 / 0.0302 110  9  1= = 210 =2 2

910 

q1=2nc q2=-2nc 14.- una carga de 20uc está 4 cm arriba de una carga desconocida q1 la intensidad eléctrica en un punto situado 1 cm arriba de la carga de 20 uc es de 2.20x109 N/C y se dirige hacia arriba ¿Cuáles son la magnitud y el signo de la carga desconocida?

=2.2010/ q1=20 mc

q2=

2010−   = 2.2010 / q1=20 n/c =

r1=4cm=0.04m

Q2=?

2  9 910 2  2106 

0.01 = 2109 =2 1= 1 = 1=1.8010 /  = 2  8 2   410 0. 0 5  ( ) 2 9 2 2 =  = 910 2  2=+1.1110− 

15.- En una carga de -20 uc se coloca 50mm a la derecha de una carga de 49uc ¿cuál es la intensidad del campo resultante en un punto localizado 24 mm directamente arriba de la carga de -20 uc?

24mm

50mc 20mc

49mc

√  + = √ 50+24 = =55.5

 =0.48 ∝ =  = 2450

∝ 9 910  ∈1= 1

=tan-1 (0.48)= 25.6

.2 249106  8 =11. 4 3210 / 0.0552 2 . 9 6 910 2010    2 2  5 ∈2=  = =3. 1 1510  / 0.0242   =1.433210 / 25.6 =11.2910 / =1.3210/  25.6 =3.12510/ = 2.50610 / = √ 1.2910 +2.5110  =12.8210/  / 2. 5 110  ∝= 1.2910/  =62.7

16.- Dos cargas de +2 uc y + 18nc están separados por una distancia horizontal de 28 mm ¿cuál es la intensidad de campo resultante en un punto ubicado a 20 mm de cada carga y arriba de la recta que una las dos cargas?

∈2

∈1

4mc 42 14

+18nc

q1 +12mc

2 . 9 9 910 1210     2 1  6 ∈1=  =2. . 7 010 / 0.0202 2 . 9 9 910 1810     2 2  5 ∈2=  = =4. 0 510  / 0.0202

=1.433210/ 25.6 =11.2910/  ∝ =4.82  10  =78.9°=180°78.9°9.45  10  ∈=4.9115      ∈=(2.70  10  )  45.6°(4.05  10  )  45.6 ,101.1°

∈= 4.4510 / ∈= +4.8210 / ∈ =(2.70  10 )  45.6°(4.05  10 )  45.6 ∈= +4.8210 / = √ 9.4544.8210  =4.910/

Corriente y resistencia La corriente eléctrica I es la rapidez del flujo de carga Q que pasa por un dado el conductor eléctrico.

  =   +  La unidad de corriente eléctrica es el amper un amper P representa un flujo de carga con la rapidez de un coulomb por segundo a pasar con cualquier punto La dirección de la corriente convencional siempre en la misma que la dirección en la que se moverá las cargas positivas. Fuerza electromotriz (Fem) Una fuente de fuerza electromotriz es un dispositivo que convierte la energía química, mecánica O otra forma de ella en la energía eléctrica necesaria para mantener un flujo continuo de carga eléctrica. Ley de ohm La resistencia se define como la oposición a que fluya la carga eléctrica “la corriente que circula por un conductor dado es directamente

proporcional ala diferencia de potencial entre sus puntos extremos.

 =  Cuando mayor sea la resistencia “R” tanto menor será la corriente “I” para un voltaje dado “V”

La unidad de medición de la resistencia es el ohm cuyo símbolo es la letra omega “

Ω

“ . Una resistencia de un ohm permitirá una corriente de un

amper cuando se aplica a sus terminales una diferencia de un “vol”.

Ejemplo La diferencia de potencial entre las terminales de un calentador eléctrico es de 80 “vols” cuando hay una corriente de un amper en dicho calentador

¿Cuál es la corriente si el voltaje e implementa ¿ a 120 vol. ¿

 =  = 806  =13.33 Ω 120  =  = 13.12033Ω =9 

Cuantos electrones circulan cada segundo por un punto dado, en un alambre que conduce una corriente de I=20 amper. ¿Cuánto tiempo se necesita para que pase +40 coulomb de carga por ese punto?

A= 20 amper B= 40 coulomb