Física · Tema 1

Electrostática

Repaso de la unidad 1. Cargas que no se mueven: cómo se electriza un cuerpo, cuánto se atraen dos cargas y qué es el campo eléctrico.

La carga eléctrica

Todo está hecho de átomos, y los átomos tienen protones (+) y electrones (−). Un cuerpo queda cargado cuando gana o pierde electrones.

Gana electrones

queda negativo (−)

Pierde electrones

queda positivo (+)

Unidad

el coulomb (C)

Prefijo	Vale
mili (mC)	$10^{-3}$
micro (μC)	$10^{-6}$
nano (nC)	$10^{-9}$

Tres formas de electrizar

Frotamiento · contacto · inducción

Frotamiento: frotas un globo con tu pelo y se pasan electrones.
Contacto: tocas un cuerpo cargado y te comparte carga.
Inducción: acercas un cuerpo cargado sin tocar y las cargas del otro se acomodan.

Las dos leyes

1.ª ley: cargas iguales se rechazan, cargas distintas se atraen.

2.ª ley (Coulomb):

F = k\,\frac{q_1\, q_2}{d^2} \qquad k = 9\times10^{9}\ \frac{\text{N}\cdot\text{m}^2}{\text{C}^2}

Ver ejemplo · ley de Coulomb

Dos cargas de $2\ \mu\text{C}$ y $8\ \mu\text{C}$ están a $20\ \text{cm}$ . ¿Con qué fuerza se rechazan?

Paso a unidades del S.I.
$q_1 = 2\times10^{-6}\ \text{C}$ · $q_2 = 8\times10^{-6}\ \text{C}$ · $d = 0{,}2\ \text{m}$
Reemplazo
$F = 9\times10^9\cdot\frac{2\times10^{-6}\cdot8\times10^{-6}}{(0{,}2)^2} = 9\times10^9\cdot\frac{1{,}6\times10^{-11}}{0{,}04}$
$F = 3{,}6\ \text{N}$

✓ Truco

Es exactamente la misma fórmula que la de los imanes. Solo cambian las masas por cargas y el valor de

k

Campo y potencial

Magnitud	Fórmula	Unidad
Campo eléctrico	$E = \dfrac{F}{q} = k\,\dfrac{q}{d^2}$	N/C
Potencial	$V = k\,\dfrac{q}{d}$	V (voltio)
Diferencia de potencial	$V_{AB} = \dfrac{W}{q}$	V

Ver ejemplo · campo eléctrico

¿Qué campo crea una carga de $5\ \text{nC}$ a $10\ \text{cm}$ ?

Reemplazo
$E = k\frac{q}{d^2} = 9\times10^9\cdot\frac{5\times10^{-9}}{(0{,}1)^2} = \frac{45}{0{,}01}$
$E = 4500\ \text{N/C}$

⚠ Ojo

El campo lleva

d^2

, el potencial lleva

d

sola. Es la confusión más común en examen.

A ver, rápido

Si te alejas al doble de distancia de una carga, ¿qué le pasa al potencial?

Conductores, aislantes y condensadores

Conductores

Dejan pasar la carga: metales.

Aislantes

No la dejan pasar: plástico, vidrio, madera.

Semiconductores

A veces sí, a veces no: silicio (los chips).

Superconductores

Resistencia cero, pero a temperaturas bajísimas.

Un condensador guarda carga. Su capacidad: $C = \dfrac{Q}{V}$ , en faradios (F).

En serie

\dfrac{1}{C_{eq}} = \dfrac{1}{C_1} + \dfrac{1}{C_2}

En paralelo

C_{eq} = C_1 + C_2

⚠ Ojo

Los condensadores se suman al revés que las resistencias.

1. Fuerza entre dos cargas

1 / 7

Leo con calma

Dos cargas de 3 μC y −5 μC están separadas 30 cm en el aire. Calcula la fuerza entre ellas y di si se atraen o se rechazan.

Una positiva y una negativa: signos distintos, se atraen.

Electrodinámica →

→ siguiente paso · ← atrás · 1 2 3 pestañas · Esc salir