Principios Clave de Electricidad, Capacitancia y Fuerzas Fundamentales

Principios de Electricidad y Capacitancia

Energía Eléctrica y Potencial

• La diferencia de potencial eléctrico corresponde a la Ley de Coulomb, debido a que su fuerza electromagnética es conservativa. Esto significa que las partículas cargadas que ganan energía cinética pierden una cantidad equivalente de energía potencial.
• Por definición, el trabajo realizado por una fuerza conservativa es igual al cambio de la energía potencial, cuya ecuación es la siguiente: ΔVab = Va - Vb = ΔPE / q.

Características de la Diferencia de Potencial

• El potencial eléctrico es una cantidad escalar, ya que se relaciona con la variación del voltaje y es proporcional a la carga.
• En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el potencial eléctrico se mide en voltios (V).
• La diferencia de potencial tiene unidades relacionadas con el campo eléctrico en el SI, de la siguiente manera: N/C = 1 V/m.
• En la diferencia de potencial, se entiende que un Joule (J) de trabajo se utiliza para mover una carga de 1 Coulomb (C) cuando se encuentra a una diferencia de 1 Voltio (V).
• El potencial eléctrico es característico solo del campo, independientemente de una carga de prueba que pueda ser colocada en ese campo.
• Una carga positiva gana energía potencial eléctrica cuando se mueve en dirección contraria al campo eléctrico.
• Cuando una carga gana energía cinética en un campo eléctrico, pierde una cantidad equivalente de energía potencial eléctrica.
• Una carga negativa pierde energía potencial cuando se mueve en sentido opuesto al campo eléctrico; es decir, si la carga parte del reposo en el campo eléctrico, se acelera en una dirección opuesta a este.
• Si una carga positiva se coloca en un campo eléctrico, se mueve en la dirección del campo (de manera opuesta al mismo) desde un punto de menor potencial hasta uno de mayor potencial. En este proceso, ocurre una disminución de energía potencial y un incremento de energía cinética.

Conceptos Clave en Circuitos Eléctricos

Capacitancia:

Es la propiedad de un capacitor de oponerse a toda variabilidad de tensión en el circuito.

Inductancia:

Es una propiedad de las bobinas eléctricas por la cual podemos saber cuánto se opone la bobina al paso de la corriente por ella, debido al efecto de la corriente inducida por la propia bobina.

Reactancia Eléctrica:

Es la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores y condensadores. Se mide en ohmios (Ω).

Las Cuatro Fuerzas Fundamentales del Universo

Después de la Gran Explosión, interactuaron cuatro tipos de fuerzas fundamentales:

• Fuerza Nuclear Fuerte: Es la que mantiene unidos los componentes de los núcleos atómicos y actúa instantáneamente entre dos nucleones cualesquiera.
• Fuerza Nuclear Débil: Es la responsable de la desintegración beta de los neutrones.
• Fuerza Gravitatoria: Es la fuerza de atracción que un trozo de materia ejerce sobre otro y afecta a todo el cuerpo.
• Fuerza Electromagnética: Afecta a los cuerpos eléctricamente cargados y es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas.

Operaciones con Vectores: Ejemplo Práctico

Dado el vector A(3, -2, 1), encontrar:

• Módulo
• Cosenos directores
• Demostrar:

= 1         1 = 1