El campo eléctrico en un motor es de 5x10^20 N/C.
calcular la intensidad de la fuerza que actúa sobre un electrón inmersa a este campo.
datos
e=-1.6x10^-19 C
E=5x10^20 N/C
F=?
F=qE
F= (-.16x10^-19)(5x10^20)
F=80N*
¿A qué distancia de un protón la intensidad del campo es de 4x10^-7 b/C?
datos
E=4x10^^-7 N/C
q=1.6x10^-19C
K=9x10^9
d=?
d=Kq/E
d=(9x10^9)(1.6x10^-19)/4x10^-7
d=0.06m*
¿Cuál es la distancia del campo eléctrico producido por una carga eléctrica de 3x10^-7 C a una distancia de 2m de su centro?
datos
q=3x10^-7 C
d=2m
K=9x10^9 Nm^2/C
E=?
E=Kq/d^2
E=(9x10^9)(3x10^-7)/4
E=675 N/C
INDUCCION DE CAMPO
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO:La magnitud del campo magnetico "B" inducido por un conductor recto, por el que circula una intensidad de corriente y a una determinada distancia "D" del conductor, se obtiene la siguiente formula:
B=((M)(I))/2¶d
DONDE:I=intensidad de la corriente electrica (A)
d= distancia (m)B= magnitud del campo magnetico (Teslas)
M=permeabilidad del medio ( teslas (m/A))¶=3.1416si el medio que rodea el conductor es aire, entonces:M=Mo=4¶x10^-7 teslas(m/A).
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UNA ESPIRAUna espira se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto.La intensidad del campo magnetico "B" producido por la espira de radio "r" por la que circula una corriente electrica "I"es :
B=MI/2rCAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA
Una bobina resulta de enrrollar un alambre en cierto numero de veces (vueltas), la intensidad del campo magnetico "B" producido por una bobina de n vueltas y radio "r" por la que circula una intensidad de corriente I se obtiene la siguiente formula:
B=(N.M.I)/2rCAMPO
MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDEUn solenoide se forma al enrrollar un alambre de forma elicoidal. La intensidad del campo magnetico "B" producido por un solenoide de n vueltas y longitud "L", por el que circula una intensidad de corriente I se obtine:
B=(N.M.I)/L
EJERCICIOS DE REPASO:1.- El campo magnetico en un motor es de 5x10^20 N/C. Calcular la intensidad de la fuerza que actua sobre un electrón inmerso en este campo.
Datos:
e= 5x10^20 N/Cq= -1.6x10^-19
F= q(e)
F= -1.6x10^-19 (5x10^20)
F= 80N
2.- A que distancia de un protón la intensidda del campo electrico es de 4x10^-7 N/C
Datos:
e=4x10^-7 N/C
q=1.6x10^-19
d= kq/e
d= (9x10^9(1.6x10^-19)) / 4x10^-7
d=0.06 metros
3.- ¿Cual es la intensidad del campo electrico producido por una carga electrica de 3x10^-7 C a una distancia de 2 metros de su centro?
Datos:
q=3x10^-7 C
d= 2 metros
e=kq/d^2
e= (9x10^9(3x10^-7)) / 2^2
e= 675 N/C
CAMPO MAGNETICOSe define como la región del espacio donde actuan las lineas de fuerza generadas por un imán.
INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICAEn el año de 1831 el cientifico ingles Michael Faradeit descubrio las corrientes electricas inducidas a partir de experimentos que realizo con una bobina y un imán.la inducción electromagnetica da como resultado la producción de una corriente inducida y de una fuerza electromotriz (FEM).
RELACION ENTRE EL CAMPO MAGNETICO Y EL CAMPO ELECTRICOUncampo magnetico variable produce un campo electrico y un campo electrico variable produce un campo magnetico.La magnitud de la fuerza que actua sobre una carga "q" que se mueve con una velocidad "v", producida por un campo magnetico "B", perpendicular a la velocidad "v", es la misma magnitud que la producida por un campo electrico "E", perpendicular tanto a "v" como a "B".Por tanto, los campos electricos y magneticos se relacionan de la siguiente manera:
=BqvE=F/qE=vB
Donde:F= Fuerza sobre la carga electrica (N)
B= Magnitud del campo electrico (Teslas = Wb/m^2)
q= Carga electrica (C)
v= Velocidad d ela carga electrica (m/s)
E= Magnitud del campo electrico (N/C)
EJERCICIOS DE REPASO:1.- Una bobina de 200 vueltas y radio de 30 cm se encuentra rodeada de aire, ¿Cuál es la intensidad del campo magnetico inducida por la bobina; si por ella circula una corriente electrica de 60 A?
Datos:
n= 200 vueltas
M= 4¶x10^-7
I= 60A
r= 0.30 m
B= (N.M.I)/2r
B= ((200)(4¶x10^-7)(60)) / 2(0.30)
B= 2.5132x10^-4 Teslas
2.- La intensidad del campo magnetico inducido en el centro d euna espira de 20 cm de radio que se encuentra en aire y por la cual circula una intensidad de corriente de 25/¶ A es:
Datos:
M= 4¶x10^-7
I= 25/¶ A
r= 0.20 m
B= MI/2r
B= (4¶x10x^-7 (25/¶)) /2 (0.20)
B= 2.5x10^-5 Teslas
3.- El campo magnetico inducido por un solenoide de 40 cm de longitud y 500 vueltas, que se encuentra rodeado por aire y por el cual circula una corriente de 200 A es:
Datos:
n= 500 vueltas
M= 4¶x10^-7
I= 200 A
L= 0.40 m
B= NMI / L
B= ((500)(4¶x10^-7)(200)) / 0.40
B= 0.3114 Teslas
B= 0.¶ Teslas
LA LUZ COMO ONDA ELECTROMAGNETICA1865 Matwer propuso que la luz estaba formada por ondas electromagneticas. Esta condicion le permite a la luz propagarse en el vacio a una velocidad de 300 000 km/s.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICOEl espectro electromagnetico esta formado por los siguientes tipos de rayos:-
*RAYOS INFRAROJOS: Son emitidos por cualquier cuerpo que este a una temperatura mayor que los cero grados Kelvin, tambien son conocidos como rayos termicos. Un ejemplo son los rayos emitidos por el sol.-*
LUZ VISIBLE: Son aquellos que pueden ser persividos por el ojo humano. Este tipo de rayos son una porción de los distintos rayos que forman el espectro electromagnetico.-
*RAYOS X: Este tipo de rayos se generan cuando un az de electrones, que viajan a gran velocidad y en alto vacio, se frenan bruscamente al chocar con un obstaculo. Estos rayos son muy penetrantes por lo que solo se enplean para obtener radiografias.-*
RAYOS ULTRAVIOLETA: Este tipod e rayo tambien son conocidos como "Luz negra", ya que el ojo humano no los abvierte, solo algunos insectos lo pueden distinguir.-
*ONDAS DE RADIO: Son las empleadas para transmitir señales a grandes distancias; estas ondas se crean por electrones que osilan en una antena.-
*RAYOS GAMA: Son los producidos durante las transmiciones nucleares.-->
LEY DE AMPERELa corriente que circula por un conductor induce un campo magnetico.
LEY DE FARADAYEn un circuito la fuerza electromotriz inducida por un conductor o una bobina es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnetico:
Donde:
E= -▲Q / ▲tE= FEM inducida (Volts)
▲= Delta
▲Q= Flujo magnetico (Wb)
▲t= Variación de tiempo (segundos)Ejercicio de repaso:
En el sigueinte ejercicio cuale s la corriente en cada resistencia:a)
Rt=3Ω+6Ω+9Ω
Rt= 18 Ω
I=108 v /18 Ω
I= 6 Ab)
R1= 3Ω
R2= 6Ω
R3= 12Ω
R=1/3 + 1/6 + 1/12
R=7/12
R=12/7
It= 60/12/7
It=420/12
It=35A
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO:La magnitud del campo magnetico "B" inducido por un conductor recto, por el que circula una intensidad de corriente y a una determinada distancia "D" del conductor, se obtiene la siguiente formula:
B=((M)(I))/2¶d
DONDE:I=intensidad de la corriente electrica (A)
d= distancia (m)B= magnitud del campo magnetico (Teslas)
M=permeabilidad del medio ( teslas (m/A))¶=3.1416si el medio que rodea el conductor es aire, entonces:M=Mo=4¶x10^-7 teslas(m/A).
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UNA ESPIRAUna espira se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto.La intensidad del campo magnetico "B" producido por la espira de radio "r" por la que circula una corriente electrica "I"es :
B=MI/2rCAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA
Una bobina resulta de enrrollar un alambre en cierto numero de veces (vueltas), la intensidad del campo magnetico "B" producido por una bobina de n vueltas y radio "r" por la que circula una intensidad de corriente I se obtiene la siguiente formula:
B=(N.M.I)/2rCAMPO
MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDEUn solenoide se forma al enrrollar un alambre de forma elicoidal. La intensidad del campo magnetico "B" producido por un solenoide de n vueltas y longitud "L", por el que circula una intensidad de corriente I se obtine:
B=(N.M.I)/L
EJERCICIOS DE REPASO:1.- El campo magnetico en un motor es de 5x10^20 N/C. Calcular la intensidad de la fuerza que actua sobre un electrón inmerso en este campo.
Datos:
e= 5x10^20 N/Cq= -1.6x10^-19
F= q(e)
F= -1.6x10^-19 (5x10^20)
F= 80N
2.- A que distancia de un protón la intensidda del campo electrico es de 4x10^-7 N/C
Datos:
e=4x10^-7 N/C
q=1.6x10^-19
d= kq/e
d= (9x10^9(1.6x10^-19)) / 4x10^-7
d=0.06 metros
3.- ¿Cual es la intensidad del campo electrico producido por una carga electrica de 3x10^-7 C a una distancia de 2 metros de su centro?
Datos:
q=3x10^-7 C
d= 2 metros
e=kq/d^2
e= (9x10^9(3x10^-7)) / 2^2
e= 675 N/C
CAMPO MAGNETICOSe define como la región del espacio donde actuan las lineas de fuerza generadas por un imán.
INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICAEn el año de 1831 el cientifico ingles Michael Faradeit descubrio las corrientes electricas inducidas a partir de experimentos que realizo con una bobina y un imán.la inducción electromagnetica da como resultado la producción de una corriente inducida y de una fuerza electromotriz (FEM).
RELACION ENTRE EL CAMPO MAGNETICO Y EL CAMPO ELECTRICOUncampo magnetico variable produce un campo electrico y un campo electrico variable produce un campo magnetico.La magnitud de la fuerza que actua sobre una carga "q" que se mueve con una velocidad "v", producida por un campo magnetico "B", perpendicular a la velocidad "v", es la misma magnitud que la producida por un campo electrico "E", perpendicular tanto a "v" como a "B".Por tanto, los campos electricos y magneticos se relacionan de la siguiente manera:
=BqvE=F/qE=vB
Donde:F= Fuerza sobre la carga electrica (N)
B= Magnitud del campo electrico (Teslas = Wb/m^2)
q= Carga electrica (C)
v= Velocidad d ela carga electrica (m/s)
E= Magnitud del campo electrico (N/C)
EJERCICIOS DE REPASO:1.- Una bobina de 200 vueltas y radio de 30 cm se encuentra rodeada de aire, ¿Cuál es la intensidad del campo magnetico inducida por la bobina; si por ella circula una corriente electrica de 60 A?
Datos:
n= 200 vueltas
M= 4¶x10^-7
I= 60A
r= 0.30 m
B= (N.M.I)/2r
B= ((200)(4¶x10^-7)(60)) / 2(0.30)
B= 2.5132x10^-4 Teslas
2.- La intensidad del campo magnetico inducido en el centro d euna espira de 20 cm de radio que se encuentra en aire y por la cual circula una intensidad de corriente de 25/¶ A es:
Datos:
M= 4¶x10^-7
I= 25/¶ A
r= 0.20 m
B= MI/2r
B= (4¶x10x^-7 (25/¶)) /2 (0.20)
B= 2.5x10^-5 Teslas
3.- El campo magnetico inducido por un solenoide de 40 cm de longitud y 500 vueltas, que se encuentra rodeado por aire y por el cual circula una corriente de 200 A es:
Datos:
n= 500 vueltas
M= 4¶x10^-7
I= 200 A
L= 0.40 m
B= NMI / L
B= ((500)(4¶x10^-7)(200)) / 0.40
B= 0.3114 Teslas
B= 0.¶ Teslas
LA LUZ COMO ONDA ELECTROMAGNETICA1865 Matwer propuso que la luz estaba formada por ondas electromagneticas. Esta condicion le permite a la luz propagarse en el vacio a una velocidad de 300 000 km/s.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICOEl espectro electromagnetico esta formado por los siguientes tipos de rayos:-
*RAYOS INFRAROJOS: Son emitidos por cualquier cuerpo que este a una temperatura mayor que los cero grados Kelvin, tambien son conocidos como rayos termicos. Un ejemplo son los rayos emitidos por el sol.-*
LUZ VISIBLE: Son aquellos que pueden ser persividos por el ojo humano. Este tipo de rayos son una porción de los distintos rayos que forman el espectro electromagnetico.-
*RAYOS X: Este tipo de rayos se generan cuando un az de electrones, que viajan a gran velocidad y en alto vacio, se frenan bruscamente al chocar con un obstaculo. Estos rayos son muy penetrantes por lo que solo se enplean para obtener radiografias.-*
RAYOS ULTRAVIOLETA: Este tipod e rayo tambien son conocidos como "Luz negra", ya que el ojo humano no los abvierte, solo algunos insectos lo pueden distinguir.-
*ONDAS DE RADIO: Son las empleadas para transmitir señales a grandes distancias; estas ondas se crean por electrones que osilan en una antena.-
*RAYOS GAMA: Son los producidos durante las transmiciones nucleares.-->
LEY DE AMPERELa corriente que circula por un conductor induce un campo magnetico.
LEY DE FARADAYEn un circuito la fuerza electromotriz inducida por un conductor o una bobina es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnetico:
Donde:
E= -▲Q / ▲tE= FEM inducida (Volts)
▲= Delta
▲Q= Flujo magnetico (Wb)
▲t= Variación de tiempo (segundos)Ejercicio de repaso:
En el sigueinte ejercicio cuale s la corriente en cada resistencia:a)
Rt=3Ω+6Ω+9Ω
Rt= 18 Ω
I=108 v /18 Ω
I= 6 Ab)
R1= 3Ω
R2= 6Ω
R3= 12Ω
R=1/3 + 1/6 + 1/12
R=7/12
R=12/7
It= 60/12/7
It=420/12
It=35A
EXPOSICION
La Primera Ley de la Termodinámica o Primer Principio de la Termodinámica se postula a partir del siguiente hecho experimental:
En un sistema cerrado adiabático que evoluciona de un estado inicial A a otro estado final B, el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido.
Este enunciado supone formalmente definido el concepto de trabajo termodinámico, y sabido que los sistemas termodinámicos sólo pueden interaccionar de tres formas diferentes (interacción material, interacción en forma de trabajo e interacción térmica). En general, el trabajo es una magnitud física que no es una variable de estado del sistema, dado que depende del proceso seguido por dicho sistema. Este hecho experimental, por el contrario, muestra que para los sistemas cerrados adiabáticos, el trabajo no va a depender del proceso, sino tan solo de los estados inicial y final.
En consecuencia, podrá ser identificado con la variación de una nueva variable de estado de dichos sistemas, definida como Energía.Se define entonces la Energía, E,como una variable de estado cuya variación en un proceso adibático es el trabajo intercambiado por el sistema:
Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado incial A al estado final B pero por un proceso no adibático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q (calor) como:
Q = ΔE − W
Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:
ΔE = Q + W
donde:
DELTA E: es la variación de energía del sistema,
Q: es el calor intercambiado por el sistema,
W: es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.
Q: es el calor intercambiado por el sistema,
W: es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.
Contenido
Durante la década de 1840,
varios físicos entre los que se encontraban Joule, Helmholtz y Meyer, fueron desarrollando esta ley. Sin embargo, fueron primero Clausius en 1850 y Thomson (Lord Kelvin) un año después quienes escribieron los primeros enunciados más formales.[1] [2]
Descripción
La forma de transferencia de energía común para todas las ramas de la física -y ampliamente
estudiada por éstas- es el trabajo.Dependiendo de la delimitación de los sistemas a estudiar y del enfoque considerado, el trabajo puede ser caracterizado como mecánico, eléctrico, etc. pero su característica principal es el hecho de transmitir energía y que, en general, la cantidad de energía transferida no depende solamente de los estados inicales y finales, sino también de la forma concreta en la que se lleven a cabo los procesos.
El calor es la forma de transferencia de un tipo de energía particular, propiamente termodinámica, que es debida únicamente a que los sistemas se encuentren a distintas temperaturas (es algo común en la termodinámica catalogar el trabajo como toda trasferencia de energía que no sea en forma de calor). Los hechos experimentales corroboran que este tipo de transferencia también depende del proceso y no sólo de los estados inicial y final.Sin embargo, lo que los experimentos sí demuestran es que dado cualquier proceso de cualquier tipo que lleve a un sistema termodinámico de un estado A a otro B, la suma de la energía transferida en forma de trabajo y la energía transferida en forma de calor siempre es la misma y se invierte en aumentar la energía interna del sistema.
Es decir, que la variación de energía interna del sistema es independiente del proceso que haya sufrido. En forma de ecuación y teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico esta ley queda de la forma:
Aplicaciones de la Primera Ley
Sistemas cerrados:
Un sistema cerrado es uno que no tiene intercambio de masa con el resto del universo termodinámico. También es conocido como masa de control.
El sistema cerrado puede tener interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, así como puede realizar trabajo a través de su frontera.
La ecuación general para un sistema cerrado (despreciando energía cinética y potencial y teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico) es:
ΔU = Q + W
Donde Q es la cantidad total de transferencia de calor hacia o desde el sistema, W es el trabajo total e incluye trabajo eléctrico, mecánico y de frontera; y U es la energía interna del sistema.
Sistemas abiertos
Un sistema abierto es aquel que tiene entrada y/o salida de masa, así como interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, también puede realizar trabajo de frontera.La ecuación general para un sistema abierto en un intervalo de tiempo es:
Video de Practica de motor electricohttp://www.youtube.com/watch?
v=J8k22WqJiSY&feature=channelhttp://www.youtube.com/watch?
v=Au6vtu4qGrE&feature=relatedVideo de practica de Termodinamicahttp://www.youtube.com/watch?v=ikgLd6_SYt0&feature=related
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