Naturaleza de la electricidad

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Naturaleza de la electricidad

  1. 1. Naturalezadela electricidad<br />1<br />
  2. 2. 2<br />Por:<br />Diana Herrera<br />
  3. 3. El átomo<br />3<br />El átomo es la partícula mas pequeña de un elemento químico capaz de entrar en las reacciones químicas<br />
  4. 4. El núcleo atómico<br />El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser:<br />-protones<br />-neutrones<br />4<br />
  5. 5. Protones: partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental.<br />Neutrones: partículas carentes de carga eléctrica y una masa poco mayor que la del protón.<br /> Una características de los electrones libres es que incluso sin aplicarles un campo eléctrico externo se mueven a través del material de forma aleatoria debido a la energía térmica<br />5<br />
  6. 6. Dimensiones atómicas<br />La mayor parte de la masa de un átomo se encuentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones los cuales son 1836 y 1838 mas pesados que el electrón respectivamente.<br />6<br />
  7. 7. Interacciones eléctricas de protones y electrones<br />7<br />La estabilidad del átomo se debe a la acción de dos fuerzas opuestas que hacen mantenerse a distancia a los electrones del núcleo. Los protones están fuertemente cargados de electricidad positiva y los electrones negativamente. La interacción entre estas partículas hace que los electrones se sientan poderosamente atraídos por la carga eléctrica contraria de los protones, dando como resultado una centrípeta que tiende a atraer a los electrones hacia el núcleo.<br />
  8. 8. Ejemplos de notación espectral<br />8<br />Estructura atómica del cobre<br />Estructura atómica del germanio<br />
  9. 9. Ley de coulomb<br />9<br />La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.<br />
  10. 10. 10<br />La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:<br />
  11. 11. Corriente<br />11<br />La corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material . Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. Esta se mide en amperios y se indica con el símbolo A.<br />Históricamente la corriente eléctrica se define como un flujo de cargas positivas y se fijo el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de carga desde el polo positivo al negativo.<br />
  12. 12. Corriente eléctrica atreves de un material conductor<br />Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que permite el paso de la electricidad a través del mismo.los electrones libres, aunque existen en el material, no se puede decir que presentan algún átomo en concreto<br />12<br />
  13. 13. 13<br />Flujo de Corriente<br />La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material. Algunos materiales como los &quot;conductores&quot; tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.<br />Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.<br />Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente de energía externa.<br />Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. <br />
  14. 14. 14<br />Cuerpo positivo (+)<br />Cuerpo negativo (-)<br />
  15. 15. 15<br />En la clase de física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.<br />Carga electrica<br />
  16. 16. 16<br /> Matemáticamente se lo describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor &quot;q&quot; sufrirá los efectos de una fuerza mecánica &quot;F&quot; que vendrá dada por la siguiente ecuación:<br />A partir de la ecuación anterior podemos definir un campo eléctrico en un punto p como: donde sabemos que k es la constante de un campo se halla k = 1/(4πε); donde ε es la constante del ambiente o espacio donde se está estudiando el campo. â es el vector dirección o urinario que va desde la carga hasta el punto. a es la norma del vector ā que define la distancia entre el punto y la carga.<br />Campo Electroestatico<br />
  17. 17. 17<br />Energia del campo<br />El campo almacena y mueve energía. La densidad volumétrica de energía de un campo eléctrico está dada por la expresión siguiente:<br />Por lo que la energía total en un volumen está dada por: <br />
  18. 18. 18<br />Representacion geometrica<br />Un campo eléctrico estático puede ser representado con un campo vectorial, o con líneas vectoriales (líneas de campo). Las líneas vectoriales se utilizan para crear una visualización del campo.<br />Se suele representar en dos dimensiones, aunque un caso más general incluye todo el espacio tridimensional. Existen infinitas líneas de campo, sin embargo se representan sólo unas pocas por claridad.<br />
  19. 19. Diferencia de potencial<br />19<br />Diferencia de potencial<br />Diferencia de potencial<br />Diferencia de potencial<br />
  20. 20. 20<br />Se llama diferencia de potencial entre dos puntos A y B de un campo eléctrico al trabajo necesario para llevar a la unidad de carga eléctrica positiva desde el punto A hasta el punto B<br />Su expresión matemática es :<br />
  21. 21. ejemplo<br />21<br />Calcula la diferencia de potencial creada por una carga puntual de 12 * 10ª ª= -9 entre los puntos A y B situados a 100mm,respectivamente, de dicha carga<br /> solución::<br />
  22. 22. Corrientescontinuas y alternas<br />22<br />
  23. 23. 23<br />La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial<br />en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.<br />
  24. 24. 24<br />Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.<br />La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.<br />
  25. 25. 25<br />Fuentes de electricidad<br />Fuentes de electricidad<br />Fuentes de electricidad<br />
  26. 26. Electricidad por frotamiento<br />26<br />
  27. 27. 27<br />conceptualización<br /> La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro, un exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total o neta no cambia.  <br />--Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen.  <br />-- Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen<br />
  28. 28. Electricidad por accion quimica<br />28<br />
  29. 29. 29<br />Dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. <br />Todas las pilas consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. <br />El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica<br />Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en sentido opuesto a la operación normal de la pila.<br />
  30. 30. 30<br />En la figura de la pila ,el zinc adquiere carga negativa, mientras que el cobre adquiere cargas positivas. Al zinc se le llama cátodo y el cobre recibe el nombre de ánodo. Así se tiene una fuente de electricidad distinta a la generada por fricción. Con este medio químico para obtener electricidad se abrieron nuevas posibilidades de aplicación práctica y experimental. <br />
  31. 31. Energia por accion de la luz<br />31<br />
  32. 32. 32<br />A medida que la luz solar se hace más intensa, el voltaje que se genera entre las dos capas de la célula fotovoltaica aumenta. <br />En ausencia de luz, el sistema no genera energía.<br />
  33. 33.  <br />Electricidad por Magnetismo<br />33<br />
  34. 34. 34<br />Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un ‘campo magnético’<br />Ejemplo:<br />si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.<br />Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento<br />
  35. 35. Electricidad Hidraulica por Accion de Agua<br />35<br />
  36. 36. 36<br />Su producción se basa en el hecho de que, al mover un conductor (material con gran movilidad de electrones) en presencia de un imán (campo magnético), en el conductor se produce un movimiento ordenado de electrones, como consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión originadas por el campo magnético.<br />
  37. 37. Electricidad Eolica por accion del aire<br />37<br />
  38. 38. 38<br />La clave de la conversión de la energía contenida en el aire en movimiento giratorio está en un diseño muy cuidadoso, tanto de las palas de la hélice como del multiplicador, que convierte su rotación lenta en un giro muy rápido. <br />El engranaje multiplicador transforma el giro lento de las palas del molino en un giro muy rápido que alimentará el generador. Todos estos mecanismos están colocados en una navecilla situada a gran altura sobre el suelo por medio de un soporte.<br />

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