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viernes, 29 de abril de 2016

Corriente eléctrica: Un fluido invisible.

“Se da el nombre de corriente eléctrica a un desplazamiento de electrones a lo largo de un conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencial.”
  
Benjamín Franklin (1750) se imaginó la electricidad como un fluido invisible. El aseguraba que si un cuerpo cualquiera tenía más fluido de lo normal, este cuerpo tendría carga positiva, si por el contrario el cuerpo tenía menos fluido de lo normal tenía carga negativa.


Con base a lo que se acaba de mencionar es que se supuso que la corriente eléctrica fluye de lo positivo a lo negativo. Esta teoría era fácil de entender y visualizar por lo que aceptada como correcta. La teoría estaba de acuerdo con los experimentos que se llevaron a cabo en los siglos 18 y 19. Todo el mundo aceptó la idea de que las cargas fluyen de lo positivo a lo negativo (flujo convencional) y se tomó como cierta. Entre 1750 y 1897 surgieron un gran número de de conceptos y fórmulas basados en el flujo convencional.
Un tiempo después de descubrió que el flujo no era de la parte positiva a la negativa sino todo lo contrario: De la parte negativa a la positiva. (Hay que acordarse que el flujo es de electrones, que tienen carga negativa).
El flujo de electrones deja a su paso por el conductor un espacio o hueco que viaja en sentido opuesto al flujo de estos, y se puede interpretar a esta corriente como positiva. Esta última tiene el mismo sentido que la supuesta por Benjamín Franklin. Se puede decir que Benjamin Franklin planteó una teoría que no es cierta, pero que funciona como si lo fuera.

   

Corriente Eléctrica

Se dice que existe una corriente eléctrica cuando hay un flujo neto de carga eléctrica en una dirección específica del espacio. Para definir una expresión que permita calcularla, es necesario considerar una dirección del espacio y tener información de una carga neta que atraviesa a una superficie perpendicular a esa dirección.
En el caso de la electricidad, la corriente es la carga neta que atraviesa una superficie transversal en cada unidad de tiempo. Operacionalmente se define:


Siendo Q la magnitud de la carga, t el tiempo e I la magnitud de la corriente.
La corriente eléctrica se mide en Amperios en honor al Físico francés Ampere. Un Amperio equivale al flujo de un Coulombio de carga eléctrica por segundo.
Existen diferentes múltiplos y submúltiplos de esta unidad, pero quizás los más usados son:
1 miliamperio = 10 -3 Amperios.
1 microamperio=10 -6 Amperios.

Comportamiento:

Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención (Ver teoría del Fluido de Benjamín Franklin) que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.

Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.

La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza con la letra I.

Referencias electrónicas: 
http://diccionario.motorgiga.com/diccionario/corriente-electrica-definicion-significado/gmx-niv15-con193699.htm
http://unicrom.com/teoria-del-fluido-de-benjamin-franklin/

Referencias Bibliográficas:
Pagina 437. Electricidad y magnetismo.
Paul G. Hewitt
Física conceptual. Décima edición
PEARSON EDUCACIÓN, México, 2007


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Autor: 


José Alexander Pérez.
Profesor Física y Matemática. 
clubdefisicaeducativa@gmail.com

jueves, 28 de abril de 2016

Ley de Coulomb


Aun cuando los fenómenos electrostáticos fundamentales eran ya conocidos en la época de Charles Coulomb (1736-1806), no se conocía aún la proporción en la que esas fuerzas de atracción y repulsión variaban.
Fue descubierta por Joseph Priestley (ley de Priestley), sobre la repulsión entre cargas eléctricas del mismo signo, desarrolló un aparato de medición de las fuerzas eléctricas involucradas en la ley de Priestley, publicado sus resultados entre 1785 y 1789.
Redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos.



Fue este físico francés quien, tras poner a punto un método de medida de fuerzas sensible a pequeñas magnitudes, lo aplicó al estudio de las interacciones entre pequeñas esferas dotadas de carga eléctrica. El resultado final de esta investigación experimental fue la ley que lleva su nombre y que describe las características de las fuerzas de interacción entre cuerpos cargados.

Cuando se consideran dos cuerpos cargados (supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, dependiendo además dicha fuerza de la naturaleza del medio que les rodea.

Como fuerzas de interacción, las fuerzas eléctricas se aplican en los respectivos centros de las cargas y están dirigidas a lo largo de la línea que los une.


¿Qué es una fuerza eléctrica?
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.
Como ya se ha dicho cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen.
Coulomb en 1777 enunció la ley de la Electrostática(electricidad estática) que lleva su nombre(Ley de Coulomb):
La intensidad de la fuerza (F) con la cual dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen, es directamente proporcional al producto de sus cargas(Q1 y Q2) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia(r) que las separan.

   
                    


Donde:
F: Fuerza expresada en Newtons[N]
Q1 y Q2: Cargas expresadas en Culombios[C]
r: Distancia de separación entre las cargas expresada en metros[m]
K: Constante: 9·10E9 Nm2/C2 para el aire o vacío.

Coulomb  
El coulomb es la unidad estándar de carga eléctrica.


Uno de Coulomb se define como la cantidad de carga transportada por un amperio de corriente en un segundo.
La unidad de carga mks es el coulomb (abreviado coul). Un coulomb se define como la cantidad de carga que pasa por una sección transversal dada de un alambre en un segundo se circula por el alambre una corriente constante de 1 ampere.
Expresado en símbolos:



q = esta en Coulomb
i = amperes

t = segundos

Simulador:

Referencias electrónicas: 


Referencias Bibliográficas:
Pagina 414.Electricidad y magnetismo.
Paul G. Hewitt
Física conceptual. Décima edición
PEARSON EDUCACIÓN, México, 2007


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Autor: 


José Alexander Pérez.
Profesor Física y Matemática. 
clubdefisicaeducativa@gmail.com