electricidad y magnetismo: introducción

J. Andrés Alanís Navarro - aalanis@upeg.edu.mx

Electricidad y magnetismo

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Electricidad y magnetismo

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Aplicaciones: generadores eléctricos

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Aplicaciones: precipitador electrostático

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Aplicaciones: generador de Van de Graaf

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Aplicaciones: Xerigrafía

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Aplicaciones: almacenamiento de carga

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Aplicaciones: circuitos eléctricos/electrónicos

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Aplicaciones: circuitos eléctricos/electrónicos

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Aplicaciones: circuitos eléctricos/electrónicos

X

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Aplicaciones: levitación magnética

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Levitación magnética

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Levitación magnética

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Aplicaciones: medicina

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Aplicaciones: acelerador de partículas

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Aplicaciones: acelerador de partículas

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Temario: electricidad

IntroducciónCampos eléctricosLey de GaussPotencial eléctricoCapacitancia y materiales dieléctricosCorriente y resistencia (eléctricas)Circuitos de corriente directa

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Campos magnéticosFuente de campo magnéticoLey de FaradayInductanciaCircuitos de corriente alternaOndas electromagnéticas

Temario: magnetismo

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Bibliografía

Serway J., Jewett J. (2009).Física para ciencias e ingenieríacon física moderna. Vol. 2Editorial Cengage Learning.(Parte 4: capítulo 23-34)

Gibilisco S. (2002). Physics demystified.Editorial Mc Graw Hill.(Parte 4: capítulo 12-15)

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Electromagnetismo: introducción

Etimología

El término “eléctrico” proviene del vocablo griego elecktron (ámbar).

El término “magnético” proviene Magnesia, cuidad griega donde se descubrió.Magnetita (Fe3O4): piedra de origen natural.

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Introducción

Primeras evidencias del magnetismo

China: 2000 a.C.

Grecia: 700 a.C.

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Introducción

Siglo XIXLa electricidad y el magnetismo son fenómenos relacionados.

Año 1819Hans Oersted: descubrío que la aguja de una brújula se desvía si se coloca cerca de un circuito por el que circula corriente eléctrica.

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Introducción

Año 1831Michael Faraday y Joseph HenryCuando un alambre se mueve cerca de un imán, se origina una corriente eléctrica en el alambre.

Año 1873James Clerk MaxwellEstableció la teoría de la relación entre electricidad y magnetismo: teoría electromagnética.

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Introducción

Año 1873James Clerk MaxwellTeoría electromagnética: Ecuaciones de Maxwell

Esta teoría explica todos los fenómenos electromagnéticos conocidos en la actualidad.

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Introducción

Fuerzas fundamentales de la naturaleza

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Introducción

Fuerzas fundamentales de la naturaleza

Gravitacional: la que origina cualquier cuerpo en rotación.

Vander Walls: la que mantiene unidas a las moléculas.

Electromagnética: la que se origina entre partículas cargadas.

Nuclear: la que mantiene unido al núcleo atómico.

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Benjamin Franklin (1706-1790)

Determinó que existen dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa, concluyó que:

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Benjamin Franklin (1706-1790)Las partículas con carga del mismo signo se repelenLas partículas con carga distinta se atraen

Partículas con carga negativa: electronesPartículas con carga positiva: protones

En un sistema aislado, la carga eléctrica siempre se conserva

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No se crea carga, sólo es un proceso de redistribución de cargas eléctricas: es un proceso de electrificación.

Un objeto adquiere parte de la carga negativa: -qEl otro objeto adquiere la misma cantidad de carga,pero positiva:+q

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Robert Milikan (1868-1953)Las cargas eléctricas siempre adquieren valores múltiplos de una cantidad básica de carga e,La carga q está cuantizada

La carga eléctrica existe en forma de paquetes discretos y se escribe: q = ±Ne. Siendo N un número entero.La carga de un electrón es q = -eLa carga de un protón es q = +e

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Robert Milikan (1868-1953)

La carga de un electrón es: q = -e

La carga de un protón es: q = +e

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La materia, neutra y sin carga, contiene tantas cargas positivas (protones en el núcleo del átomo) como negativas (electrones).

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Símbología de circuitos eléctricosResistencia eléctrica

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Símbología de circuitos eléctricosFuente de tensión eléctrica (FEM)

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Símbología de circuitos eléctricos

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Símbología de circuitos eléctricos

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Símbología de circuitos eléctricos

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Circuito básico