Guía N1 Unidad I Electricidad 2016 v2.0

8/15/2019 Guía N1 Unidad I Electricidad 2016 v2.0

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Escuela de Informática Asignatura de Electricidad

Instituto Profesional Santo Tomás

GUÍA N°1 ELECTRICIDADPRIMER SEMESTRE 2016

ITEM I PREGUNTAS

1. ¿Qué se entiende por Física? ¿Cuáles son sus ramas?

2. ¿En qué consiste el Método Científico? ¿Cuáles son sus pasos?

3. ¿Cuál es la utilidad de usar múltiplos y submúltiplos en Física?

4. Según la Teoría Atómica. ¿Cuáles son las partes principales del átomo?

5. ¿Cómo se conocen los electrones que se encuentran en la capa más externa en unátomo?

6. ¿Qué tipo de cargas eléctrica existen? ¿En que se caracterizan?

7. De acuerdo al estudio de la carga eléctrica en los cuerpos. ¿De qué manera se puedenclasificar los materiales?

8. ¿Cuáles son los métodos de electrificación?

9. ¿Por qué una regla de plástico que se ha frotado en una tela tiene la capacidad delevantar pequeños trozos de papel? ¿Por qué es difícil hacerlo en un día húmedo?

10. ¿En qué consiste el principio de conservación de la carga eléctrica?

11. ¿Cuál es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional (SI)?

12. ¿En qué consiste la Ley de Coulomb? ¿Cuál es su expresión matemática?

13. ¿Cómo se define el campo eléctrico? ¿Cuál es su fórmula matemática?

14. ¿Para qué sirven las Líneas de Fuerza?

15. ¿En qué consiste el potencial eléctrico en un punto? ¿Cómo se expresamatemáticamente?

16. ¿Cuál es la utilidad de la Superficies Equipotenciales?

17. Explique el concepto de capacitancia. ¿Cuál es su fórmula matemática?


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ITEM II EJERCICIOS

1.- Una alfombra electrizada por fricción obtuvo una carga negativa de 3,5 (nC) ¿El númerode electrones en exceso en dicho cuerpo, es mayor o menor a los habitantes de Arica?

(Dato Población Arica: 210 936 Habitantes) R: Electrones en exceso = 2.184

•10 10

(e)2.- Las cargas puntuales negativas que se encuentran en el vacío, están separadas a una

distancia r = 15 cm y sus cargas son q 1 = 5,4 (µC) y q 2 = 2,4 (µC)

2a) ¿Cuánto vale la fuerza que q 1 ejerce sobre q 2? Dibujeel vector de dicha fuerza en la figura. R: F = 5,184 (N)

2b) Dibuje el vector fuerza que actúa q 2 sobre q 1 ¿Cuántovale dicha fuerza? R: F = 5,184 (N)

3.- Una fuerza de 0,88 (N) se ejerce entre dos objetos cargados entre sí. ¿Cuál será lafuerza si se mueven a la sexta parte de la distancia anterior. R: F = 31, 68 (N)

4.- En el vacío está una carga eléctrica puntual positiva de Q = 6,8 μC. Existe un punto Pubicado a una distancia r = 30 cm de Q

4a) ¿Cuánto vale la intensidad del campo eléctricooriginado por Q en P? R: E = 6,8 • 105 (N/C)

4b) Si el valor de Q aumenta cuatro veces, ¿Cuántasveces mayor se volvería la intensidad del campo en P.

4c) ¿Cuál sería el nuevo valor del campo eléctrico en P? R: E = 2,72 • 106 (N/C)

5.- Se encuentran separadas a una distancia r = 210 mm dos cargas puntuales positivas q 1 = 2,0 •10 -8 (C) y q 2 = 8 •10 -8 (C) ¿Encuentre la posición del único punto P en donde elcampo eléctrico creado por las dos carga es nulo R: El punto P se encuentra 70 (mm)de q 1


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6.- La ecuación para calcular la intensidad de un campo eléctrico para una carga puntual⃗ también es válida para una esfera electrizada con una carga Q distribuidahomogénea en su superficie y una distancia r desde un punto P al centro de la esfera.En base a esto se plantea estudiar la siguiente situación:

Una esfera de radio R = 5 cm se encuentra electrizada negativamente con una carga Qde valor 3,8 (µC), distribuida homogénea en su superficie. Además existe un punto Pubicado a r = 3 cm de la superficie de la esfera.

6a) Dibuje el vector del campo eléctrico creado por laesfera

6b) Si el problema ocurre en el vacío ¿Cuánto vale laintensidad de campo eléctrico en P? R: E = 5,34 • 106(N/C)

6c) Si una carga negativa puntual se ubica en P conq = - 5,4 (µC). ¿Cuál será el vector de Fuerzaeléctrica?, dibuje dicho vector e indique su valor.R: F = - 2,88 10-11 (N)

7.- Se desplaza una carga positiva q = 7 (nC) desde un punto A hacia un punto B, la fuerzaeléctrica que experimenta dicha carga genera un trabajo T AB = 8 (mJ).

Determine:

7a) La diferencia de Potencial V AB entre el punto A y B.R: VAB= 1,14 (MV)

7b) Si se soltara una carga positiva de q = 2,7 (nC). Unafuerza eléctrica realizará un trabajo al desplazar la cargadesde el punto A hacia B ¿Cuánto vale dicho trabajo? R:TAB = 3,08 (mJ)

7c) Si ahora, reemplazamos la carga positiva por unacarga negativa que se desplaza de B hacia A por acción dela fuerza eléctrica. ¿El trabajo efectuado por la carga serápositivo o negativo? R: TAB > 0


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8.- Una carga puntual negativa en el vacío q 1 = - 8 ( μC) se encuentra a 15 (cm) de un punto A y a 85 (cm) de un punto B. Calcule:

8a) El potencial en A R: VA = - 4,8• 10

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(V)8b) El potencial en B R: VB = - 8,47 • 104 (V)

8c) La diferencia de potencialR: VBA= 3,95 • 105 (V)

9.- Se sabe que el sentido del flujo de electrones es desde una menor potencial a un mayorpotencial. En base esto se plantea analizar la siguiente situación: En el vacío se tieneuna esfera metálica 1 y otra esfera metálica 2, de radios R 1 = 200 (mm) y R 2 = 500 (mm),electrizadas positivamente ambas con cargas Q

1 = 6,4 (µC) y Q

2 = 3,3 (µC)

9a) Calcule el potencial V 1 de la esfera 1.R: V1 = 288000 (V)

V1 = 2,88 • 10 5 (V)

9b) Calcule el potencial V 2 de la esfera 2.R: V2 = 59400 (V)

V2 = 5,94 • 10 4 (V)

9c) Si se conecta las dos esferas por mediode un conductor. ¿Cuál será el sentido del flujo de electronesde una esfera a otra? Explique y dibuje dicho fenómeno.

9d) ¿Bajo qué condición de potencial terminará de fluir electrones?

10.- Se tiene un condensador conectado a los polosde una batería. Se supone un voltaje entre los polosde un banco de baterías de 720 V, que la cargatransferida al condensador es Q = 4,2 (mC). ¿Cuántovale la capacitancia del condensador? R: C = 5,83(µF)


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TAREA OPCIONAL N°1 ELECTRICIDADPRIMER SEMESTRE 2016

INSTRUCCIONES

i) La tarea es voluntaria e individual.

ii) Se pide responder las preguntas: 3, 7, 12 del Item I y resolver los ejercicios: 2, 5, 9 delItem II correspondientes a la guía N°1 Electricidad.

iii) Si se resuelve correctamente lo solicitado se bonificará con un punto base para la primeraprueba de cátedra.

iv) Si existe algún error en la resolución de algún ejercicio, el punto base no seráconsiderado.

v) La tarea se puede enviar: .doc, .Pdf o escrita a mano (foto o escaneada).

vi) La tarea se debe enviar en un sólo archivo al correo [email protected]

vii) El formato del archivo debe tener la siguiente estructura Nombre_Apellidos_T1.docó Nombre_Apellidos_T1.pdf

viii) Plazo de entrega: Domingo 24 Abril hasta 23:59 hrs.

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