Examen

Tipos de cargas eléctricas: Existen dos tipos de cargas eléctricas, cargas positivas y cargas negativas, según la Ley de Coulomb, se establece que las cargas iguales se repelen, las cargas diferentes se atraen.

¿Cúando las cargas eléctricas se atren? Cuando tienen signo opuesto.

 ¿Cúando las cragas eléctricas se repelen? Cuando tienen el mismo signo.

Unidad de medida de la carga eléctrica: Coulomb (C).

Los cuerpos cargados eléctricamente [interactúan] entre sí, con fuerza de [atracción] o de [repulción].

La fuerza eléctrica experimentada por dos cuerpos cargados eléctricamente es posible calcularla mediante la fórmula: F=K (q1*q2)/r2.

¿Qué limitación tiene esta fórmula? Tiene limitaciones en situaciones más complejas y en escalas muy pequeñas o altas velocidades. 

Reconosca las fórmulas para calcular el campo eléctrico y expique cada una de las magnitudes físicas que la componen, así como su correspondiente unidad de medida: 

Si tuvieras que representar gráficamente el vector intencidad de campo eléctrico, ¿Dónde lo representaría y por qué? El vector intensidad de campo eléctrico se representa gráficamente mediante flechas o vectores colocados en cada punto del espacio donde se evalúa el campo eléctrico. Estas flechas indican la dirección y magnitud del campo eléctrico en esos puntos específicos, y se utilizan líneas de campo para mostrar la orientación general del campo eléctrico en el espacio.

Reconozca las fórmulas para calcular el campo eléctrico y explique cada una de las magnitudes físicas que la componen, así como su correspondiente medida.

Campo Eléctrico de una carga puntual:

El campo eléctrico creado por una carga puntual se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

E = k * |q| / r^2

Donde:

E es la magnitud del campo eléctrico en un punto específico, medida en newtons por coulomb (N/C).

k es la constante de Coulomb, que tiene un valor de aproximadamente 9 × 10^9 N m²/C².

q es la magnitud de la carga eléctrica puntual, medida en coulombs (C).

r es la distancia entre la carga puntual y el punto donde se está calculando el campo, medida en metros (m).

El campo eléctrico apunta radialmente hacia afuera desde una carga positiva y radialmente hacia adentro hacia una carga negativa.

Continuación.

Campo Eléctrico debido a múltiples cargas:

Si hay múltiples cargas, el campo eléctrico en un punto debido a todas las cargas se puede obtener sumando vectorialmente los campos eléctricos individuales generados por cada carga. La fórmula general para calcular el campo eléctrico debido a múltiples cargas es:

E = k * ∑ (|qi| / ri^2) * u

Donde:

E es el campo eléctrico resultante en un punto específico, medida en newtons por coulomb (N/C).

k es la constante de Coulomb, que tiene un valor de aproximadamente 9 × 10^9 N m²/C².

∑ representa la suma de todos los términos para cada carga en el sistema.

qi es la magnitud de la carga eléctrica i, medida en coulombs (C).

ri es la distancia entre la carga i y el punto donde se está calculando el campo, medida en metros (m).

u es un vector unitario que apunta desde la carga i hacia el punto donde se está calculando el campo.

Cabe mencionar que esta fórmula asume cargas estáticas y no tiene en cuenta efectos magnéticos o efectos relativistas

El campo eléctrico es más intenso a medida que nos alejemos de la carga. (F)

El campo eléctrico aumenta en la cercanía de la carga. (V)

La intencidad de campo eléctrico es una magnitud escalar. (F)

La intencidad de campo eléctrico lo puedo representar mediante un arco de circunferencia. (F)

Explique la regla de la mano derecha para determinar las líneas de inducción magnéticas en un conductor recto por el cual circula corriente eléctrica: 

1) Extiende tu mano derecha y abre los dedos en posición de agarre, de manera que el pulgar esté apuntando hacia arriba.

2) Coloca el conductor recto, por el cual circula la corriente eléctrica, en la palma de tu mano derecha, de modo que el conductor quede paralelo a tus dedos.

3) Imagina que los dedos de tu mano rodean el conductor en la dirección de la corriente eléctrica, es decir, en la dirección del flujo de cargas positivas.

4) El pulgar de tu mano derecha apuntará en la dirección del campo magnético inducido alrededor del conductor

Es importante recordar que la regla de la mano derecha solo determina la dirección del campo magnético alrededor de un conductor recto y no la magnitud del campo. Además, la regla asume una corriente positiva convencional, en la que el flujo de carga es de positivo a negativo.

Explique en qué conciste el no aislamiento de los imanes: El "no aislamiento" de los imanes se refiere a la propiedad de los imanes para atraer o repeler otros objetos magnéticos sin la necesidad de estar en contacto directo. Esto significa que los campos magnéticos generados por los imanes pueden influir en otros objetos magnéticos a través del espacio, sin la presencia de un medio físico conductor. 

Explique cómo actúan los imanes según su polaridad al estar cerca uno de otro: Los imanes interactúan entre sí según su polaridad cuando se acercan. La polaridad de un imán se refiere a la distribución de sus polos magnéticos, es decir, su polo norte (N) y su polo sur (S), polos opuestos se atraen, mientras que polos del mismo tipo se repelen.

¿Cómo se llama el mineral de los imanes naturales? Magnetita.

¿Cúal es la magnitud física que caracteriza al campo magnético? La magnitud física que caracteriza al campo magnético es la inducción magnética o densidad de flujo magnético, representada por el símbolo B.

¿Cúal es la magnitud física que caracteriza el campo eléctrico? La magnitud física que caracteriza al campo eléctrico es la intensidad de campo eléctrico, representada por el símbolo E.

Explica la fuerza de Lorentz: La fuerza de Lorentz es una fuerza que actúa sobre una partícula cargada eléctricamente que se encuentra en movimiento en presencia de un campo magnético. Esta fuerza es perpendicular tanto a la velocidad de la partícula como al campo magnético.

Para representar el vector intencidad de campo magnético teniendo las líneas de inducción magnética, ¿Qué condición deberá cumplirse? ¿Cuáles son los criterios a seguir para determinar la dirección y sentido de dicho vector?  

Las líneas de inducción magnética deben ser dibujadas de tal manera que en cada punto de la línea, la dirección sea tangente a la línea en ese punto. Esto implica que las líneas de inducción magnética no se cruzan entre sí, ya que en un punto dado solo puede haber una dirección de campo magnético.

La densidad de las líneas de inducción magnética representa la intensidad del campo magnético en un punto dado. Las líneas más cercanas indican una mayor intensidad del campo, mientras que las líneas más separadas indican una menor intensidad.

La dirección de las líneas de inducción magnética indica la dirección del campo magnético en ese punto. Las líneas de inducción magnética salen de los polos norte y entran en los polos sur de un imán o de una corriente eléctrica, siguiendo una trayectoria desde el polo norte hacia el polo sur.

El sentido de las líneas de inducción magnética puede determinarse utilizando la regla de la mano derecha para una corriente eléctrica. Si la corriente eléctrica fluye en la dirección de tus dedos, el polo norte del imán o el campo magnético apuntará en la dirección de tu pulgar.

Al seguir estos criterios, es posible representar el vector de intensidad de campo magnético mediante las líneas de inducción magnética, lo que permite visualizar la dirección, sentido e intensidad del campo magnético en una regíón determinada.