y continuamos con mas de la electrostática y el magnetismo...

Acción mutua de dos corrientes eléctricas

1.

en los dos sentidos en que lo hacia antes; de modo que resulta una doble corriente, una, de electricidad positiva, la otra, de electricidad negativa, que parten de sentidos opuestos desde los puntos en que se produce la acción electromotriz y se van a reunir en las partes del circuito alejadas de estos puntos. Las corrientes de que estoy hablando son aceleradas hasta que la inercia de los fluidos eléctricos y la resistencia que encuentran a causa de la imperfección de los conductores, aun de los mejores, equilibran a la fuerza electromotriz, después de los cuales las corrientes siguen indefinidamente con velocidad constante mientras que esta fuerza tenga la misma intensidad, pero ellas cesan siempre en el instante en que el circuito se interrumpe. Este estado de la electricidad en una serie de cuerpos electromotores y conductores es el que llamo, por brevedad, corriente eléctrica; y como tendré que hablar con frecuencia de los sentidos opuestos en los cuales se mueven ambas electricidades, cada vez que se presta La acción electromotriz se manifiesta por dos clases de efectos que ante todo creo conveniente distinguir
por medio de definiciones precisas.
Llamaré la primera, tensión eléctrica, y a la segunda, corriente eléctrica.
La primera se observa cuando dos cuerpos, entre los cuales ella se manifiesta, están separados por cuerpos no conductores en todos los puntos de su superficie, excepto aquellos en que se establece dicha acción; la segunda tiene lugar cuando los cuerpos forman parte de un circuito de cuerpos conductores que se hallan en contacto en puntos de superficies diferentes de aquellos en que se produce la acción electromotriz, En el primer caso, el efecto de la acción electromotriz es el de poner a ambos cuerpos o sistemas de cuerpos, entre los cuales, se manifiesta, en dos estados de tensión cuya diferencia es constante cuando la acción es constante; cuando, por ejemplo, está producida por el contacto de dos sustancias de diferente naturaleza; por el contrario, esta diferencia puede variar con la causa que la produce, si ella resulta de la fricción o de la presión.
El primer caso es el único que puede producirse cuando la acción electromotriz se establece entre partes diferentes del mismo cuerpo aislador; la turmalina es un ejemplo de esto cuando su temperatura varía.
En el segundo caso, ya no hay ninguna tensión eléctrica; los cuerpos livianos ya no son atraídos ostensiblemente, y el electrómetro ordinario ya no nos sirve para indicar qué sucede en el cuerpo; sin embargo, la acción electromotriz continúa: porque si, por ejemplo, el agua o una solución ácida, alcalina o salina forman parte del circuito, estos cuerpos son descompuestos.

 
2. Veamos en qué consiste la diferencia entre estos órdenes enteramente diferentes de fenómenos, uno de los cuales consiste en la tensión y las atracciones y repulsiones que se conocen hace mucho, y el otro, en la descomposición del agua y de muchas otras sustancias, en los cambios de dirección de la aguja magnética y de una clase de atracciones y repulsiones completamente diferentes de las atracciones y repulsiones eléctricas ordinarias, que creo ser el primero en haber descubierto, y que he denominado atracciones y repulsiones voltaicas para distinguirlas de las otras. Cuando no hay continuidad de conducción de uno a otro de los cuerpos o sistemas de cuerpos en los que la acción electromotriz se desarrolla, y cuando estos cuerpos mismos son conductores, como la pila de Volta, sólo podemos concebir esta acción como transportando constantemente electricidad positiva hacia uno de los cuerpos y electricidad negativa hacia el otro: en el primer momento, cuando nada se opone al efecto que ello tiende a producir, ambas electricidades se acumulan, cada una en la parte del sistema total hacia la cual es llevada, pero este efecto se anula tan pronto como la diferencia de tensiones eléctricas da a su atracción mutua, que tiende a reunirlas, una fuerza suficiente para equilibrar la acción electromotriz. Entonces todo permanece en dicho estado, excepto para la pérdida de electricidad que puede tener lugar poco a poco a través del cuerpo aislador, el aire, por ejemplo, que interrumpe el circuito; pues parece que no existen cuerpos que sean aisladores perfectos. Cuando esta pérdida tiene lugar, la tensión disminuye, pero desde que, cuando disminuye, la atracción mutua de ambas electricidades deja de equilibrar a la acción electromotriz, esta última fuerza, en caso de ser constante, transporta nueva electricidad positiva hacia un lado y negativa hacia el otro, y las tensiones se restablecen. Este estado de un sistema de cuerpos electromotores y conductores es el que llamo tensión eléctrica. Sabemos que él existe en ambas mitades de este sistema cuando las separamos, o aun en el caso de que permanezcan en contacto después de cesar la acción electromotriz, a condición entonces e que dicho estado se haya producido por presión o frotamiento entre cuerpos que no son ambos conductores. En estos casos la tensión disminuye gradualmente a causa de la pérdida de electricidad de que hemos hablado.
Pero si los dos cuerpos o dos sistemas de cuerpos entre los cuales se produce la acción electromotriz se hallan también conectados por cuerpos conductores en los cuales no hay otra acción electromotriz igual y opuesta a la primera, que mantendría el estado de equilibrio eléctrico y, por consiguiente, las tensiones que de ella resultan, estas tensiones desaparecerían o por lo menos se harían muy pequeñas, y se producen entonces los fenómenos que se han indicado como característicos en este segundo caso. Pero como por lo demás nada ha cambiado en la disposición de los cuerpos entre los cuales se desarrolla la acción electromotriz, no se puede dudar de que ella continúa, y como la atracción mutua de ambas electricidades, medida por la diferencia de las tensiones eléctricas, que ha desaparecido o disminuido considerablemente, ya no puede equilibrar esta acción, se admite generalmente que ella sigue transportando ambas electricidades ente la cuestión, para evitar repeticiones inútiles, después de las palabras sentidas de la corriente eléctrica, sobreentenderé las palabras electricidad positiva; de modo que si estamos considerando, por ejemplo, una pila de Volta, la expresión: dirección de la corriente eléctrica en la pila, designará la dirección desde el extremo donde se desprende hidrógeno, en la descomposición del agua, hacia el extremo donde se obtiene oxígeno, y esta expresión: dirección de corriente eléctrica en el conductor que une ambos extremos de la pila, designará la dirección que va, por el contrario, del extremo en que aparece el oxígeno hacia aquel en que se forma hidrógeno. Para incluir estos dos casos en una definición simple, diremos que la vamos a llamar dirección de la corriente es la que sigue el hidrógeno y las bases de las sales cuando el agua o alguna substancia salina es una parte del circuito y es descompuesta por la corriente eléctrica, ya sea que, como en la pila de Volta, dichas sustancias sean una parte del conductor, o bien estén intercaladas entre los pares que constituyen la pila.

Ley de Coulomb
El físico francés Charles A. Coulomb (1736-1804) es famoso por la ley física que relaciona su nombre. Es así como la ley de Coulomb describe la relación entre fuerza, carga y distancia. En 1785, Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estáticamente. Dos cargas eléctricas ejerce entre sí una fuerza de atracción o repulsión. Coulomb demostró que la fuerza que ejercen entre sí dos cuerpos eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus masas eléctricas o cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Tal fuerza se aplica en los respectivos centros de las cargas y están dirigidos a lo largo de la línea que las une. Estas afirmaciones constituyen la ley de Coulomb que se representa por una expresión análoga a la ley gravitacional de Newton.
	La carga eléctrica , al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia. El desarrollo de la Teoría atómica moderna permitió aclarar el origen de la naturaleza de los fenómenos eléctricos. Un átomo de cualquier sustancia está constituido en esencia, por una región central o núcleo y una envoltura externa formada por electrones . El núcleo está formado por dos tipos de partículas, los protones , dotados de carga eléctrica positiva, y los neutrones sin carga eléctrica aunque con una masa semejante a la del Protón.
Los electrones son partículas mucho más ligeros que los protones y tienen carga eléctrica negativa. La carga de un electrón es igual en magnitud, aunque de signo contrario, a la de un protón. Las fuerzas eléctricas que experimentan los electrones respecto del núcleo hacen que éstos se muevan en torno a él. La carga del electrón (o protón) constituye el valor mínimo e indivisible de cantidad de electricidad.
La ley de Coulomb es la ley fundamental de la electrostática que determina la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas eléctricas. Las primeras medidas cuantitativas relacionadas con las atracciones y repulsiones eléctricas se deben al físico francés Charles Agustín Coulomb (1736-1806) en el siglo XVIII. Para efectuar sus mediciones utilizó una balanza de torsión de su propia invención y encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
	La parte fundamental de este dispositivo consiste en una varilla liviana de material aislante, suspendida de una fibra aisladora que lleva en un extremo una esfera A de material liviano recubierta de grafito. Una segunda esfera B , idéntica a la anterior, se coloca en posición fija, próxima a la esfera A . Si ambas esferas se cargan con electricidades del mismo signo, se repelen, dando origen a una rotación de la varilla y, por consiguiente, a una torsión de la fibra de suspensión en un ángulo q. Coulomb tenía conocimiento de que el ángulo de torsión q de la fibra es directamente proporcional a la fuerza que produce dicha torsión, por lo que utilizó dicho ángulo como una medida indirecta de la fuerza de repulsión entre las esferas.
Después de realizar numerosas mediciones haciendo variar las cargas de las esferas y la separación entre ellas, Coulomb llegó a las siguientes conclusiones:
Si se mantiene constante la separación entre las cargas, la fuerza de atracción o de repulsión es, en valor absoluto, proporcional al producto de los valores absolutos de las cargas. Es decir, si la fuerza de atracción o de repulsión es , y los valores absolutos de las cargas q1 y q2se tiene que:
	Si las cargas eléctricas se mantienen constantes, la fuerza de atracción o de repulsión entre ellas es, en valor absoluto, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Es decir, si la separación entre las cargas es r , se tiene que:
Todo lo anterior se puede expresar matemáticamente en la forma siguiente: Para expresar este resultado en forma de igualdad, el segundo miembro viene multiplicado por una constante K : ,
se tiene: . El valor de la constante K depende de las unidades en las cuales se expresan F, q y r. También depende del medio que separa a las cargas. Esta ecuación se llama Ley de Coulomb y puede enunciarse como sigue: La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas es, directamente proporcional al producto de los valores absolutos de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
	Si ambas cargas tienen el mismo signo , es decir, si ambas son positivas o ambas negativas, la fuerza es repulsiva. Si las dos cargas tienen signos opuestos la fuerza es atractiva.
La ley de Coulomb es válida únicamente para objetos cargados cuyas dimensiones sean pequeñas comparadas con la distancia que las separa. Esto se expresa diciendo que dicha ley es válida para cargas puntuales, es decir, cargas eléctricas que se suponen concentradas en un punto. En el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el Newton (New), la unidad de distancia es el metro (m), la unidad de intensidad de corriente es el Amperio (A) y la unidad de carga se llama Coulomb (C).
Por razones de precisión en las medidas la unidad de carga no se define en función de la ley de Coulomb, o sea utilizando la balanza de torsión, sino que se define en función de la unidad de intensidad de corriente en la forma siguiente: Un Coulomb ( C ) es la cantidad de carga eléctrica que pasa por la sección transversal de un conductor en un segundo, cuando por el conductor circula una corriente de Amperio.
K = 9 x 109 New. m2 /C2	Como las unidades de fuerza, carga y distancia en el sistema SI se han definido independientemente de la Ley de Coulomb, el valor numérico de la constante de proporcionalidad K debe medirse experimentalmente. El valor de la constante K depende de la naturaleza del medio. El valor numérico de la constante K depende de la opción de unidades. Si la fuerza está en Newton, la distancia en metros (m), y la carga en coulomb ( C ), entonces K tiene un valor de 9 x 109 New. m2 /C2.
La constante eléctrica K viene a ser 1020 veces mayor que la constante gravitacional G. Lo que indica que el campo gravitatorio es muy débil comparado con el eléctrico. Esta diferencia tiene una consecuencia muy útil: en el estudio de los fenómenos eléctricos los efectos gravitatorios son despreciables.
La constante K se escribe como: Donde eo “epsilon-zero” es: y es conocida como el coeficiente de permitividad.
F   Es la fuerza con que se accionan las cargas. K Es la constante de proporcionalidad o de Coulomb q 1 La cantidad de la carga 1 expresadas en Coulombs q 2 La cantidad de carga 2 expresadas en Coulombs r es la distancia de separación desde el centro de una carga al centro de la otra. Unidades de Carga Eléctrica Coulomb (C). Es la unidad de carga eléctrica en el sistema MKS y se define como la carga eléctrica capaz de atraer o repeler a otra igual situada en el vacío y a la distancia de un metro y con la fuerza de 9x109 Newtons.
StatCoulomb. Es la unidad de carga del sistema C.G.S y se define como la carga eléctrica capaz de atraer o repeler a otra igual en el vacío y a la distancia de un centímetro con la fuerza de una DINA.	1 coulomb = 3x109 statcoulomb 1 coulomb = 6X1018 electrones Submúltiplos:milicoulomb mC = 10-3 C nanocoulomb nC = 10-9 C picocoulomb pC = 10-12 C microcoulomb m C = 10-6 C
La carga eléctrica elemental o unidad natural de carga se designa con el símbolo e y corresponde a la carga de un electrón. Véase tabla de carga y masa del electrón, protón y neutrón.
Ley de Coulomb y la Ley de Gravitación Universal Semejanzas:1.  Ambas fuerzas son directamente proporcionales al producto de las materias que obran recíprocamente (masa y carga). 2.  Ambas fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia de la separación.
Ley de Coulomb Ley de Gravitación Universal	Diferencias:1.  La fuerza eléctrica de Coulomb puede ser de atracción o de repulsión mientras que la fuerza gravitacional es de atracción solamente. 2. La magnitud de la fuerza eléctrica de Coulomb depende del medio que separa las cargas mientras que la fuerza gravitacional es independiente del medio.
Limitaciones de la Ley de Coulomb -La expresión es aplicable para las cargas puntuales solamente. -La fuerza es indefinida para r = 0
Fuerza neta debido al sistema de cargas. El principio de superposición de fuerzas se cumple para un sistema discreto de cargas: la fuerza neta ejercida sobre una carga por un sistema de cargas se determina por la suma de las fuerzas separadas ejercidas por cada carga del sistema. La fuerza resultante en una carga q debido a un sistema de cargas es obtenida agregando vectorialmente todas las fuerzas individuales que actúan en ella.
	Aplicaciones de la Ley de Coulomb Ejemplo 1. Esferas en contacto.Dos esferas A y B están en el vacío separadas por una distancia de 10 cm. Tienen cargas eléctricas de qa= +3x10-6C y qb= - 8x10-6C. Una esfera C en estado neutro, primero toca a la esfera A y después a B. Si la esfera C después de tocar a B se separa del sistema, Calcular la fuerza con que se accionan las cargas de Ay B.
Solución: Se tiene que calcular las cargas finales de las esferas A y B, recordando que cuando dos esferas se ponen en contacto, la carga se reparte en partes iguales. Contacto de C con A qc+ qa= 0 + +3x10-6C = +3x10-6C Cada esfera se carga con la mitad qc =qa = + 1,5 x 10-6 C Contacto de C con B qc+ qb= +1,5x10-6C - 8x10-6C= -6,5x10-6C Cada esfera se carga con la mitad qc= qb= -3,25x10-6C El valor de la fuerza se calcula aplicando la ley de Coulomb: F = 4,38 N Como las cargas tienen signos contrarios se atraen.
Ejemplo 2. El átomo de hidrógeno.El electrón y el protón de un átomo de hidrógeno están separados en promedio por una distancia aproximada de 5,3X10¯¹¹m.  Calcúlese la magnitud de la fuerza eléctrica y de la fuerza gravitacional entre las dos partículas.
Solución. De la ley de Coulomb, podemos determinar que la fuerza de atracción eléctrica tiene una magnitud de F = 8,2 x 10-8 New Usando la ley de la gravitación universal de Newton se encuentra que la fuerza gravitacional tiene una magnitud de: F = 3,6 x 10-47 New La mejor forma de comparar las fuerzas es determinando su cociente: La fuerza eléctrica es más de 1039 veces mayor que la fuerza gravitacional. En otras palabras, las fuerzas eléctricas que se ejercen entre las partículas atómicas son tan superiores a las fuerzas gravitacionales que éstas pueden ser totalmente despreciadas.

electrostática y magnetismo

 

 

para empezar... que es la electrostática?

 

La electrostática es la rama de la Física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.

 

 

 

 

y el magnetismo?

 

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.

 

 

 

 

 

electoromagnetismo

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.

El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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