Fundamentos de
electricidad y
magnetismo.
Por Christian Guerrero y Felipe Zamudio
La materia se encuentra en tres
estados
Masa
Carga
Negativa - Electrones
9,1x 10−31
-1,6 x 10−19 C
Positiva - Protones
1,7 x 10−27 kg
1,6 x 10−19 C
1,7 x 10−27 kg
0
Neutra - Neutrones
• 1  − = −1,6 ∗ 10−19 C
• 1 C=
1
1,6
• 1 C=
1
(
1,6
∗ 1019  −
∗
1019
−)
∗ 9,1x

−31
10
−
• 1  = 5,7 ∗ 10−10 
−
Masa de un coulomb ( ).
• El espectrómetro de masas fue
desarrollado para medir las
masas de los isotopos. Este se
utiliza para determinar la
relación masa-carga de iones de
carga conocida midiendo el
radio de sus orbitas circulares
en un campo magnético
conocido.
¿Cómo hallaron la masa de
una partícula subatómica?
• Las líneas se llaman ‘líneas
de campo eléctrico’, saliendo
en el caso de partículas
positivas y entrando en el
caso de partículas negativas.
• Cargas iguales se repelen,
cargas opuestas se atraen.
Tenemos una partícula de carga
‘q’ con campo eléctrico  radial
• =
∗
2
• k = constante de proporcionalidad =
1
N∗2
4∗∗0  2
• 0     í
• q = carga de la partícula
• r = distancia del punto de observación a la partícula.
•  =


Cálculo del campo eléctrico
+ Análisis dimensional
• Ley de Coulomb:
 =  ∗ 2
Fuerza entre dos
partículas.
1C
100 
• =
1C
∗1 ∗1
100∗10−10  2
•  = 9 ∗ 1025 
Ejemplo:
Fuerza de atracción entre dos
cargas de 1C
1C
1
1C
• =
∗(1,6∗10−19 )∗(−1,6∗10−19 )
0,5 
•  = 2,8 ∗ 10−8 
2
Ejemplo:
Fuerza de atracción entre un
protón y un electrón de hidrógeno.
I
Ampere
B
Fuerza Magnética
Faraday

q
Fuerza Eléctrica.
Coulomb
Relación existente entre
electricidad y magnetismo.
•
Notación de la corriente
eléctrica.
Entrando:
Saliendo:
.  = 0 ∗ 
• Unidad de campo
magnético  = T (Tesla)
• 0 = 4 ∗  ∗ 10−7
• [0 ] =
∗

=
∗
Circulación del campo
magnético.


=
∗∗

•
.  = 0 ∗ 
• Como B es constante, sale de la
integral.
• ∗
 = 0 ∗ 
• El área encerrada es la circunferencia:
2∗ ∗
• Luego ->
•  ∗ 2 ∗  ∗  = 0 ∗ 
• =
0 ∗
2∗ ∗
Flujo magnético
de una corriente.

• Campo magnético de la Tierra: se
extiende desde el núcleo interno
de la Tierra hasta su confluencia
con el viento solar
• El momento dipolar, una medida
de la intensidad del campo
magnético, es ahora de 8 ∗
1022  2
• Eso es el doble de la media del
último millón de años, que es de
4 ∗ 1022  2
• Su magnitud varía en la superficie
en un rango de 0.3 a 0.6 Gauss.
• Se toma un promedio de medio
Gauss. Este apunta al hemisferio
Norte.
Adicional: Campo
magnético de la Tierra
• Newton: Existe una fuerza de
repulsión o atracción entre dos
cargas.
• Joule: Responsable del
calentamiento del resistencias.
• Richardson: explica la emisión
termiónica.
Leyes Usadas:
• Conceptos Fundamentales:
• Gradiente: cambio de posición (ejemplo: temperatura)
• Divergencia: aplicar el cambio de posición con la dirección.
• Rotacional: definido como    , dando como resultado un
escalar.
• Circulación:
• Flujo:
Conceptos fundamentales:
• Capacitores (condensadores y
filtros):
• Almacenan cargas y campos
eléctricos.
• Almacenan energía en un volumen.
• Bobinas:
• Almacenan campos magnéticos.
• Almacenan energía en un volumen.
• Resistencias: Restringen y facilitan
la circulación de la corriente
Dispositivos comunes:
• Capacitor -> Batería (dispositivo
externo)-> carga eléctrica Q
•  ∝  ,  ∝ ,  ∝ 1

→=


Campos eléctricos producidos
por diferentes configuraciones.
• Para el campo magnetico (no hay monopolos magnéticos)
• Div B=0
• Para el campo eléctrico (existencia de monopoles
eléctricos)
• Dib  ≠ 0
• Concepto de flujo en una superficie cerrada
= ∎ o también 
•
•

= ∎
=∗
Ley de Gauss
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Anotaciones del profesor