Fundamentos de Física: Conceptos Clave de Electricidad, Magnetismo y Estructura Atómica

Conceptos Fundamentales en Física

Unidades de Medida Astronómica

• El Año Luz equivale a 9.46 x 10¹² km. Se utiliza para medir distancias de astros.
• El Pársec (pc) equivale a 3.26 años luz, o aproximadamente 3.0857 x 10¹⁶ km.

Tipos de Corriente Eléctrica

• La Corriente Directa (CD) fluye en una sola dirección.
• La Corriente Alterna (CA) cambia de dirección periódicamente.

Electromagnetismo Básico

• Un Electroimán es una barra de hierro que, al ser envuelta con un cable por el que circula corriente eléctrica, se magnetiza, creando campos de fuerza magnéticos.

Estructura de la Materia

Niveles de Organización Atómica y Subatómica

• Molécula → Átomo → Núcleo (compuesto por Protones y Neutrones)
• Neutrón → Quarks (Up, Down, Charm, Strange, Top, Bottom)
• Electrón → Leptones (Neutrino del electrón, Muon, Tau, Neutrino del tau)

Teoría Atómica

La Teoría Atómica postula que la materia estaba formada por una partícula indestructible e indivisible llamada átomo.

Fuerzas Fundamentales

Fuerzas Nucleares

• La Fuerza Nuclear Fuerte mantiene unidos a los protones y neutrones dentro del núcleo atómico.
• La Fuerza Nuclear Débil actúa entre las partículas subatómicas y es responsable de ciertas reacciones nucleares, como la desintegración beta.

Figuras Clave en la Historia de la Física

• Isaac Newton: Formuló la Teoría de la Gravitación Universal.
• James Clerk Maxwell: Desarrolló la estructura formal de la Teoría Electromagnética.
• John Dalton: Propuso la Teoría Atómica moderna.
• Niels Bohr: Realizó contribuciones significativas a la comprensión de la estructura atómica y, posteriormente, a la formación de armas nucleares.
• J.J. Thomson: Descubrió el electrón a través de experimentos con rayos catódicos.

Conceptos Fundamentales de Electricidad y Magnetismo

Definiciones Clave

• La Corriente Eléctrica es el movimiento de electrones que genera electricidad.
• Un Campo Magnético es la región del espacio donde se manifiesta el magnetismo.
• Los Generadores son máquinas que producen corriente eléctrica.

Ramas de la Electricidad

• La Electrostática estudia las cargas eléctricas en reposo.
• La Electrodinámica estudia las cargas eléctricas en movimiento.
• El Electromagnetismo estudia los fenómenos producidos por la interacción entre campos eléctricos y magnéticos.

El Electrón

La existencia del electrón fue postulada por G. Johnstone Stoney y descubierto por J.J. Thomson. Previamente, Maxwell había sugerido la existencia de partículas con carga negativa, a las que denominó corpúsculos.

Propiedades Eléctricas de los Materiales y Ley de Ohm

• La Electricidad es el flujo de electrones conducidos a través de un material.
• El Voltaje (o tensión eléctrica) es la presión que impulsa el flujo de electrones y se mide en Voltios (V).
• Los Cuerpos Conductores permiten el paso fácil de la electricidad.
• Los Cuerpos Aislantes no permiten el paso de la electricidad.
• Los Semiconductores son materiales que, a temperatura ambiente, se comportan como aislantes, pero su conductividad aumenta con la temperatura o la adición de impurezas.
• Los Superconductores son materiales que, a temperaturas muy bajas, anulan la resistencia eléctrica, permitiendo una conducción perfecta.

Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece la relación entre voltaje (V), corriente (I) y resistencia (R):

• R = V / I (Resistencia = Voltaje / Corriente)
• I = V / R (Corriente = Voltaje / Resistencia)
• V = R x I (Voltaje = Resistencia x Corriente)