VOLTAJE, ENERGÍA Y FUERZA
Resumen
el voltaje o potencial electrico es una medida de la energía potencial de una carga electrica como por ejemplo de los electrones que componen los átomos del cuerpo humano.
existe un gran dilema actualmente llamada electricidad pero esta electricidad siempre existe en la materia, es decir, la para poder entender la electricidad debemos entender primero la materia pero la materia es esencialmente eléctrica por naturaleza y asi para comprender la materia debemos entender primero la electricidad.
hablemos un poco de la electricidad...
la electricidad inicialmente tiene muchas magnitudes tales como carga, potencial, campo, entre otras y es muy dificil conocer cuales de estas va utilizarse.
como anteriormente ya hablamos de los campos electricos,es pertinente mencionar que estos contiene curvas del potencial electrico constantes que describen un terreno con altibajos.
por ejemplo subir una colina requiere de mucho trabajo, esto mismo sucede con el campo electrico puesto que subir la pendiente del potencial electrico cuesta trabajo y cuanta mas pendiente allá mas dura es asencion.
Por otro lado cuando el potencia electrico no cambia, no se necesita trabaja y si el campo electrico baja el campo es cuesta abajo todo el camino.
en terminos matematicos se puede decir que el campo electrico es la derivada negativa del potencial o dicho de otra manera el potencial es menos la integral del campo electrico.
el campo electrico creado por una simple carga puntual es porpocional a 1 divido por r al cuadrado asi su integral es proporcional a uno divido por r. llegando a la ultima ecuación.
como no supone trabajo al mover una carga a lo largo de una curva de potencial constante no hay componente del campo en esa direccion, así el campo es perpendicular en cada punto a la superficie de potencial constante o equipotencial que pasa por este punto y asi es como adopta su forma.
Hubo varias personas importantes que aportaron grandes avances a la física e historia uno de estos fue Benjamín franklin, él fue pionero referente a el potencial eléctrico y ademas desarrollo el pararrayo, instrumento que previno muchos accidentes. Otros personaje muy importante fue Thomas Alva Edison que invento y desarrollo la bombilla eléctrica encerrando un campo eléctrico en la misma bombilla de vidrio produciendo así la luz.
La luz producía por la energía eléctrica tiene muchos aspectos distintos como por ejemplo Jhon Crod fisico que desarrollo la luz de neón en 1909, usada en casinos u otras avisos hoy en día. tambien incluso en farolas de automóviles, es pertinente mencionar que París fue la primera ciudad en usarla en sí.
el potencial electrico es la capacidad de producir trabajo haciendo fluir cargas electricas sin importar a donde vayan. el potencial se mide en voltios.
algunos aparatos que utilizaron la electricidad y su alta tension fueron por ejemplo la silla electrica, un generador electroestatico puede generar 100 mil voltios, la maquina de generador de van de graaff utilizando 3 millones de voltios.
en un átomo la fuerza eléctrica une electrones cargados negativamente a un núcleo positivo. El núcleo es tan pequeño que se puede considerar como una carga puntual positiva incluso aunque realmente se componga de neutrones sin carga resultantes y protones de carga positiva, cada electrón tiene la carga negativa suficiente para equilibrar la carga positiva de un proton. El resultado puede ser un átomo neutro.
la distancia del núcleo al electrón mas exterior de cualquier átomo es siempre aproximadamente un angstrom es decir la millonecima parte de un centimentro.
por otro lado el electrón mas exterior detecta el campo eléctrico y el potencial eléctrico debido a un proton situado a un angstrom de distancia, necesitando unos pocos voltios. Al ser su carga negativa también su energia potencial medida convenientemente en una medidas llamadas electrón-voltios, estos pocos electrón-voltios menos unas pequeña de energia cinetica es lo que hay que vencer para desprender un electrón de un átomo.
Benjamin franklin invento el pararayos; la luz del rayo proviene de una chispa las moléculas de aire se ionizan momentáneamente dejando un gas de iones moléculas positivos y electrones negativos llamado plasma, rápidamente la fuerza eléctrica entre los iones y electrones hacen que se vuelvan a combinar formando materia neutra desprendiendo así energía en forma de luz.
la energía eléctrica sube con el voltaje y la carga, entonces un dispositivo eléctrico no solo depende de su voltaje sino de la cantidad de carga disponible. por ultimo la electricidad y la fuerza están presente en todos lados e incluso en lo más pequeño de la materia, el átomo, que conforma todo lo que observamos y palpamos en el mundo.
el voltaje o potencial electrico es una medida de la energía potencial de una carga electrica como por ejemplo de los electrones que componen los átomos del cuerpo humano.
existe un gran dilema actualmente llamada electricidad pero esta electricidad siempre existe en la materia, es decir, la para poder entender la electricidad debemos entender primero la materia pero la materia es esencialmente eléctrica por naturaleza y asi para comprender la materia debemos entender primero la electricidad.
hablemos un poco de la electricidad...
la electricidad inicialmente tiene muchas magnitudes tales como carga, potencial, campo, entre otras y es muy dificil conocer cuales de estas va utilizarse.
como anteriormente ya hablamos de los campos electricos,es pertinente mencionar que estos contiene curvas del potencial electrico constantes que describen un terreno con altibajos.
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| curvas de potencial eléctrico. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list=PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| trabajo realizado al subir un campo eléctrico. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
por ejemplo subir una colina requiere de mucho trabajo, esto mismo sucede con el campo electrico puesto que subir la pendiente del potencial electrico cuesta trabajo y cuanta mas pendiente allá mas dura es asencion.
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| no se realiza trabajo al bajar el campo eléctrico. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
Por otro lado cuando el potencia electrico no cambia, no se necesita trabaja y si el campo electrico baja el campo es cuesta abajo todo el camino.
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| ecuación. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
en terminos matematicos se puede decir que el campo electrico es la derivada negativa del potencial o dicho de otra manera el potencial es menos la integral del campo electrico.
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| ecuación. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
el campo electrico creado por una simple carga puntual es porpocional a 1 divido por r al cuadrado asi su integral es proporcional a uno divido por r. llegando a la ultima ecuación.
como no supone trabajo al mover una carga a lo largo de una curva de potencial constante no hay componente del campo en esa direccion, así el campo es perpendicular en cada punto a la superficie de potencial constante o equipotencial que pasa por este punto y asi es como adopta su forma.
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| lineas equipotenciales. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| forma adoptada por el campo electrico. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| primera bombilla eléctrica. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
el potencial electrico es la capacidad de producir trabajo haciendo fluir cargas electricas sin importar a donde vayan. el potencial se mide en voltios.
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| movimiento de cargas eléctricas. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
algunos aparatos que utilizaron la electricidad y su alta tension fueron por ejemplo la silla electrica, un generador electroestatico puede generar 100 mil voltios, la maquina de generador de van de graaff utilizando 3 millones de voltios.
en un átomo la fuerza eléctrica une electrones cargados negativamente a un núcleo positivo. El núcleo es tan pequeño que se puede considerar como una carga puntual positiva incluso aunque realmente se componga de neutrones sin carga resultantes y protones de carga positiva, cada electrón tiene la carga negativa suficiente para equilibrar la carga positiva de un proton. El resultado puede ser un átomo neutro.
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| atracción entre el núcleo y los electrones. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| distancia del núcleo al electrón mas exterior. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| electron voltio. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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| electrón voltio. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
Benjamin franklin invento el pararayos; la luz del rayo proviene de una chispa las moléculas de aire se ionizan momentáneamente dejando un gas de iones moléculas positivos y electrones negativos llamado plasma, rápidamente la fuerza eléctrica entre los iones y electrones hacen que se vuelvan a combinar formando materia neutra desprendiendo así energía en forma de luz.
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| formacion de chispas. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
la energía eléctrica sube con el voltaje y la carga, entonces un dispositivo eléctrico no solo depende de su voltaje sino de la cantidad de carga disponible. por ultimo la electricidad y la fuerza están presente en todos lados e incluso en lo más pequeño de la materia, el átomo, que conforma todo lo que observamos y palpamos en el mundo.
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| ecuaciones. recuperada de https://www.youtube.com/watch?v=Pct3EuDHnfQ&index=31&list= PLcJFxta6E8SDyzX1Q6NsQeiQ5_37kjbqA |
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