Conceptos Fundamentales de Electricidad y Magnetismo: Desde la Carga Eléctrica hasta el Momento Magnético
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Conceptos Fundamentales de Electricidad y Magnetismo
Conservación de la Carga Eléctrica
En todos los procesos, la carga se conserva en un sistema aislado. No hay creación ni destrucción de carga neta. Esto se conoce como conservación de la carga eléctrica.
Conductores, Aislantes e Iones
- Conductores: En los conductores, una parte de los electrones son libres, no están ligados a los átomos y pueden moverse fácilmente dentro del material a distancias macroscópicas.
- Aislantes: En los aislantes, todos los electrones están ligados a los átomos, están localizados y no pueden moverse fácilmente entre ellos.
- Iones: Los átomos sin electrones forman la red cristalina.
Carga Inducida
Un método simple para cargar un conductor es aprovechar el movimiento de los electrones libres dentro del conductor. Este proceso se denomina carga inducida.
Ley de Coulomb
La ley de Coulomb establece que la fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra está dirigida a lo largo de la línea que las une.
Carga de Ensayo
Una carga de ensayo es una carga tan pequeña que su efecto sobre la distribución de cargas es despreciable.
Dipolo Eléctrico
Un dipolo es un sistema de dos cargas iguales y opuestas separadas una cierta distancia.
Moléculas Polares y No Polares
- Molécula polar: En las moléculas polares, el centro de la carga positiva y negativa no coinciden, incluso en ausencia de un campo externo. Tienen un momento dipolar permanente.
- Molécula no polar: En las moléculas no polares, los centros de carga positiva y negativa coinciden en ausencia de un campo externo, y el momento dipolar es nulo.
Polarización
La polarización es el proceso de inducción de un momento dipolar por un campo externo.
Densidad Volumétrica de Carga
La densidad volumétrica de carga describe la carga q distribuida continuamente en un volumen. Se define como la carga de un elemento de volumen pequeño por unidad de volumen.
Ángulo Sólido
El ángulo sólido es el ángulo espacial que abarca un objeto visto desde un punto dado. Se corresponde con la zona del espacio limitada por una superficie cónica y mide el tamaño aparente de ese objeto.
Termopar
Un termopar es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña (del orden de los milivoltios). Esta diferencia de potencial es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos, denominado «punto caliente» o «unión caliente» o de «medida», y el otro, llamado «punto frío» o «unión fría» o de «referencia» (efecto Seebeck).
Fuerza Conservativa
En una fuerza conservativa, el trabajo realizado para desplazar un objeto de un punto a otro depende solo de las posiciones de los puntos final e inicial, y no de la forma del desplazamiento.
Potencial Eléctrico
El potencial eléctrico es igual a la energía potencial que tiene la carga positiva unitaria en un punto del campo.
Superficie Equipotencial
Una superficie equipotencial es aquella cuyos puntos tienen el mismo valor de potencial eléctrico.
Capacitancia Eléctrica
La capacitancia eléctrica es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada.
Corriente Eléctrica
El movimiento ordenado de las cargas eléctricas se denomina corriente eléctrica.
Densidad de Corriente
La densidad de corriente es la intensidad de la corriente que atraviesa una superficie, perpendicular a la dirección del movimiento de los portadores, dividida por el área de la superficie.
Fuerza Electromotriz
La fuerza electromotriz es el valor del trabajo de las fuerzas no electrostáticas por unidad de carga positiva.
Efecto Joule
Cuando existe una corriente eléctrica en un conductor, la energía eléctrica se convierte continuamente en energía térmica del mismo conductor. Este fenómeno se conoce como efecto Joule.
Refracción
En la refracción, las líneas de campo no coinciden con la superficie.
Momento Magnético
El momento magnético es un vector que, en presencia de un campo magnético, se relaciona con el par de alineación de ambos vectores en el punto en el que se sitúa el elemento.
Constante de Bohr
La constante de Bohr es una constante física y la unidad natural para la expresión de un momento dipolar magnético del electrón.
Potencial Escalar
El potencial escalar es una propiedad de cada punto en un campo conservativo.