lunes, 25 de mayo de 2020

ACTIVIDAD 9 CUESTIONARIO DE ELECTRICIDAD

Contesta correctamente el siguiente cuestionario con el apoyo del tema CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ELECTRICIDAD

1.- Define electricidad:


2.- Enuncia y define las ramas en la que se divide la electricidad:


3.- Define que es una carga eléctrica y dibuja sus tipos:


4.- Enuncia y define las partículas subatómicas que conforman un átomo:


5.- Que es un conductor:


6.- Cuales son los materiales conductores:


7.- Define corriente eléctrica:


8.- Define resistencia eléctrica:


9.- Define los materiales aislantes


10.- Define los materiales semiconductores:


NOTA: La fecha de entrega será el día VIERNES 29 de MAYO del 2020 hasta las 23:59, enviando una fotografía de la actividad concluida con nombre del alumno y firma del tutor, al correo arcos105@hotmail.com actividad mandada después de la hora establecida se considerara como entregada fuera de tiempo y bajara su valor. En físico se revisara el primer día de clases después de la contingencia.


CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

Conceptos básicos de la electricidad

La palabra electricidad se deriva de la raíz griega elektron, que significa ámbar.

La electricidad se define como un fenómeno físico que se origina del movimiento de partículas subatómicas por medio de cargas eléctricas a través de la atracción y repulsión de las mismas, además de ser considerada una fuente de energía tan variable que tiene aplicaciones en el transporte, el clima y la iluminación, por mencionar algunos ejemplos. La electricidad se usa para generar:

·         Luz mediante lámparas.

·         Calor mediante resistencias como las parrillas y hornos eléctricos.

·    Movimiento mediante motores que transforman la energía eléctrica en mecánica como la licuadora.

·   Señales mediante sistemas electrónicos como los circuitos electrónicos de celulares, computadoras, televisiones y cualquier aparato electrónico.

 

Por otra parte, la Electricidad es una rama de la Física que estudia todos los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en reposo o movimiento. Para su estudio se divide en:

 

1.    Electroestática: Rama de la electricidad que se encarga de estudiar las cargas eléctricas en reposo.

2.  Electrodinámica: Estudia los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento.

La carga eléctrica (q) es una propiedad fundamental de la materia y base de todos los fenómenos de interacción eléctrica.

Las cargas eléctricas son de dos tipos:




Los cuerpos se constituyen por átomos y estos, a su vez, por partículas subatómicas denominadas protones, electrones y neutrones.

El neutrón es una partícula subatómica sin carga neta y se representa con el símbolo (n).

El protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva de 1.6 x 10−19C y se representa con el símbolo (e+).

El electrón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa de 1.6 x 10−19C y se representa con el símbolo (e-).

 

La ley de atracción y repulsión se cumple de la siguiente forma:




Para representar las cargas utilizaremos los signos positivo para el protón y negativo para el electrón. En la siguiente tabla se muestran las características de los componentes del átomo.

 

Partícula

Símbolo

Carga (C)*

Masa (kg)

Electrón

e-

−1.6 × 1019

9.10 × 1031

Protón

e+

+1.6 × 10−19

1.67 × 1027

Neutrón

n

0

1.67 × 1027

Al pasar un peine por nuestro cabello en varias ocasiones estamos generando fricción entre las partículas de ambos; si acercamos un globo al hacer este movimiento, el cabello pierde electrones y los gana el globo. Por lo tanto, la carga eléctrica no se crea ni se destruye, se transfiere.

La carga eléctrica de un cuerpo aparece cuando éste pierde o gana electrones, y se dice que cualquier carga eléctrica de magnitud q es un múltiplo entero de la carga elemental e, es decir:





Clasificación de los materiales

Un medio o material que permite el movimiento de las cargas eléctricas (electrones) en respuesta a una fuerza eléctrica, se denomina conductor.

Los materiales conductores son los que se pueden electrizar en toda su superficie, debido a que los electrones se mueven libremente. Los metales por lo general son buenos conductores de la electricidad.

El flujo de las partículas cargadas es lo que se conoce como corriente eléctrica. Las partículas cargadas en una cierta dirección de un conductor chocan con los átomos, produciendo una pérdida de energía que se manifiesta en forma de calor.

Una medida de oposición que presentan las partículas cargadas al moverse libremente en una cierta dirección de un material conductor es lo que se conoce como resistencia eléctrica.

Los materiales que no permiten que las partículas cargadas se muevan hacia otra región del material a una fuerza eléctrica, son llamados aislantes por ejemplo, la madera.

Existen otros tipos de materiales cuyas propiedades son intermedias entre los conductores y aislantes; se llaman semiconductores.

Algunos ejemplos de materiales con estas características son:





















ACTIVIDAD 8 LINEA DEL TIEMPO

De la lectura de los antecedentes dela electricidad realiza una línea del tiempo utilizando materiales reciclados de tu hogar.



NOTA: La fecha de entrega será el día VIERNES 29 de MAYO del 2020 hasta las 23:59, enviando una fotografía de la actividad concluida con nombre del alumno y firma del tutor, al correo arcos105@hotmail.com actividad mandada después de la hora establecida se considerara como entregada fuera de tiempo y bajara su valor. En físico se revisara el primer día de clases después de la contingencia.

ELECTRICIDAD

Antecedentes históricos de la electricidad

La historia de la electricidad se considera que inicia con el filósofo Tales de Mileto (640-546 aC), quien describió por primera vez el fenómeno de la atracción mediante observar que al frotar el ámbar (resina seca de algunos árboles) con una piel de animal adquiría la propiedad de atraer pequeños trozos de hojas secas, insectos, etc.

Después de 2200 años, William Gilbert (1544-1603) comenzó a estudiar los fenómenos eléctricos y fue el primero en emplear las palabras electricidad y magnetismo. Escribió el tratado de De Magnete en el cual presentó todos los experimentos sobre electrostática y magnetismo; utilizó diferentes materiales y observó que gran variedad de ellos atraían cuerpos ligeros cuando eran frotados, a los que llamó eléctricos. También descubrió que al ser calentados estos cuerpos perdían sus propiedades.

Después de escuchar una conferencia, a los 40 años, Benjamín Franklin (1706-1790), empezó a interesarse en la electricidad (1746), fue el primer científico que utilizó los términos positivo y negativo para los diferentes tipos de cargas eléctricas y realizó infinidad de experimentos. Su mayor contribución fue formular la teoría de los efectos únicos, de acuerdo con esa teoría la carga eléctrica no se crea ni se destruye.

Benjamín Franklin desarrolló el principio del pararrayos utilizando un cometa con una cola de seda de la que colgó una llave de metal.

La primera investigación cuantitativa de las fuerzas entre cargas eléctricas en reposo la realizó en 1785 Charles Coulomb, quien estableció experimentalmente la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estacionarias.

Hans Christian Oersted (1777-1851) descubrió la acción magnética de las corrientes eléctricas; es decir, cerca de un conductor eléctrico se producía un campo magnético capaz de interactuar con otros campos como el de una brújula. Oersted dio a conocer sus descubrimientos en 1819.

André Marie Ampère (1775-1836) realizó una serie de experimentos e investigaciones teóricas que le llevaron a la formulación de una de las leyes más importantes del electromagnetismo, la cual se conoce hoy como ley de Ampére. Esta ley permite entre otras cosas, predecir con mucha exactitud las características del campo magnético generado por cualquier conductor por el que circula una corriente que presenta un importante grado de simetría. También descubrió las leyes de acciones mutuas entre corrientes. Dichas leyes constituyen los fundamentos del funcionamiento de las modernas máquinas y de los instrumentos de medidas eléctricas.

George Ohm (1789-1853) estableció la ley fundamental de las corrientes eléctricas, al encontrar la existencia de una relación entre la resistencia de un conductor, la diferencia de potencial y la intensidad de corriente eléctrica.

Michael Faraday (1791-1867) descubrió la inducción electromagnética, al usar un imán para generar una corriente eléctrica al desplazarlo dentro de un conductor plano de hierro.

James Joule (1818-1889) estudió los fenómenos producidos por la corriente eléctrica y el calor desprendido en los circuitos eléctricos. James Joule encontró que la cantidad de calor originado por una corriente eléctrica, al circular a través de un conductor, es directamente proporcional a la resistencia.

Otros investigadores que han contribuido al desarrollo de la electricidad son: el norteamericano Joseph Henry (1797-1878), que construyó el primer electroimán; el ruso Heinrich Lenz (1804-1865), quien enunció la ley relativa al sentido de la corriente inducida; el escocés James Maxwell (1831-1879), quien propuso la teoría electromagnética de la luz y las ecuaciones generales del campo electromagnético; el yugoslavo Nicola Tesla (1856-1943), quien inventó el motor asincrónico y estudió también las corrientes polifásicas; y el inglés Joseph Thomson (1856-1940), quien investigó la estructura de la materia y de los electrones.

En 1881, Thomas Alva Edison (1847−1931) produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas.

En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes

Arnold Sommerfeld. (Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld; Königsberg, 1868 - Munich, 1951) Físico y matemático alemán que introdujo en el modelo atómico de Bohr las órbitas elípticas de los electrones para explicar la estructura fina del espectro, de lo que resultó un modelo perfeccionado conocido como modelo atómico de Sommerfeld. Arnold Sommerfeld modificó el modelo atómico de Bohr admitiendo que las órbitas de los electrones, tal como había dicho Bohr, podían ser circulares, pero añadiendo que también podían ser elípticas; en tal caso, el núcleo se hallaría ubicado en uno de los focos de la elipse.

Benjamin Thompson. (Benjamin Thompson, conde de Rumford; Woburn, 1753- Auteuil, 1814) Físico y químico británico. Inventó y desarrolló diversos instrumentos, tales como un termoscopio de aire, un calorímetro de agua y un fotómetro. Fundamentó la teoría mecánica del calor y demostró la falsedad de la teoría del calórico. En los últimos sesenta años, el estudio de la electricidad ha evolucionado intensamente. Ello, debido a que se ha podido comprobar que posee muchas ventajas sobre otras clases de energía, por ejemplo: puede ser transformada fácilmente, se transporta de manera sencilla y a grandes distancias a través de líneas aéreas que no contaminan el ambiente. Se puede utilizar también en forma de corrientes muy fuertes para alimentar enormes motores eléctricos o bien en pequeñas corrientes para hacer funcionar dispositivos electrónicos.

 

































domingo, 10 de mayo de 2020

ACTIVIDAD 7 DILATACIÓN SUPERFICIAL


Después de ver los vídeos en el tema de dilatación superficial, resuelve los siguientes ejercicios en tu libreta.

ACTIVIDAD 7

1.- Una placa de acero tiene unas dimensiones de 3m x 5m. En la mañana y a la sombra su temperatura es de 14 °C, pero al mediodía el Sol la calienta hasta los 52 °C. Encuentre el área final de la placa.

2.- A una temperatura de 17°C una ventana de vidrio tiene un área de 1.6m2. ¿Cuál será su área final al aumentar su temperatura a 32°C?

3.-Una lámina de cobre cuya superficie inicial es de 100 cm² a una temperatura de 0°C, incrementa su temperatura hasta 30 °C. ¿Cuál será su superficie final?

4. Un disco de latón tiene un agujero de 80 mm de diámetro en su centro, el disco que tiene 23°C se coloca en agua hirviente a 100 °C durante algunos minutos ¿Cual será el incremento del área del agujero?

 

5. Una ventana de vidrio tiene una superficie de 1.4 mcuando se encuentra a temperatura ambiente de 62.6 °F ¿Cuál es el área final que logra aumentar la ventana cuando la temperatura se eleva a 46°C? 

 

6. Una placa cuadrada de cobre que mide 4 cm por lado a 20°C se calienta hasta 120°C ¿Cuál es el incremento del área de la placa de cobre? 


NOTA: La fecha de entrega será el día VIERNES 15 de MAYO del 2020 hasta las 23:59, enviando una fotografía de la actividad concluida con nombre del alumno y firma del tutor, al correo arcos105@hotmail.com actividad mandada después de la hora establecida se considerara como entregada fuera de tiempo y bajara su valor. En físico se revisara el primer día de clases después de la contingencia.

DILATACIÓN SUPERFICIAL

La dilatación superficial es la expansión que ocurre cuando un objeto experimenta variaciones de su superficie a causa de una variación de temperatura. Se debe a características propias del material o a su forma geométrica. La dilatación predomina en dos dimensiones en la misma proporción.

Cuando en los cuerpos sólidos con un área inicial se aumenta su temperatura en un grado Celsius, (1°C) los lados sufren dilatación superficial (γ), por ejemplo, en los rieles de los ferrocarriles como se muestra en la figura de abajo, cuando se calientan aumentan sus dimensiones y se tiene dilatación. Si se conoce el coeficiente de dilatación lineal podemos expresar el coeficiente de dilatación superficial 

Para calcular el coeficiente de dilatación superficial se debe multiplicar el coeficiente de dilatación lineal de la tabla del tema anterior por 2 como lo indica la formula

Donde:

ΔA = Af − Ai Variación de la superficie (aumento o contracción del área)

Af Área final

Ai Área inicial

α Coeficiente de dilatación lineal

ΔT = Tf − Ti Variación de la temperatura

Tf Temperatura final

Ti Temperatura inicial


VÍDEOS DE APOYO







sábado, 9 de mayo de 2020

ACTIVIDAD 6 DILATACIÓN LINEAL

Después de ver los videos en el tema de dilatación lineal, analiza los siguientes ejercicios para resolver los que se encuentran en la parte inferior.

 



ACTIVIDAD 6

Resuelve correctamente los siguientes ejercicios propuestos.

1. Unos rieles de acero de 23 m de longitud son colocados un día en que la temperatura es de 5 °C. ¿Cuál será el espacio mínimo que habrá que dejar entre ellos, para que lleguen justo a tocarse un día en que la temperatura sea de 45 °C?


2. Una barra de cobre mide 15 m a 18 °C. Hallar la variación que experimenta su longitud al calentarla hasta 50 °C.

 

3.- A una temperatura de 18°C una varilla de hierro tiene una longitud de 8 m. ¿Cuál será la longitud al aumentar su temperatura a 55 °C ?

 

4.- Los rieles de una vía de tren de acero, tienen 1500 m de longitud . ¿Qué longitud tendrá cuando la temperatura aumente de 24°C a 45°C?

NOTA: La fecha de entrega será el día VIERNES 15 de MAYO del 2020 hasta las 23:59, enviando una fotografía de la actividad concluida con nombre del alumno y firma del tutor, al correo arcos105@hotmail.com actividad mandada después de la hora establecida se considerara como entregada fuera de tiempo y bajara su valor. En físico se revisara el primer día de clases después de la contingencia.

LEY DE COULOMB

Ley de Coulomb En 1748, el científico francés Charles Coulomb desarrolló un dispositivo denominado péndulo de torsión con el fin de invest...