ENERGÍA ELECTROSTÁTICA

2da unidad.

ENERGÍA ELECTROSTÁTICA

Electrostática es el estudio de cargas estáticas, mientras que la energía es la capacidad de cualquier sistema de trabajo en otros sistemas. A través de la inducción, se pueden producir electricidad estática. Cuando dos aisladores se frotó juntos, iniciando así la inducción, un material pierde electrones así convertirse en carga positiva mientras que gana electrones se carga negativamente. La existencia de la energía electrostática puede observarse cuando una regla de plástica frotada recoge algunos trozos de papeles. Si los cargos son lo suficientemente fuertes, chispas pueden observarse si cobra cuerpos llegan juntos. Las chispas son normalmente debido a electrones tratando de saltar a través de la brecha para anular el desequilibrio de carga que existen. Esto siempre es un fenómeno muy peligroso ya que puede causar explosiones especialmente donde hay sustancias altamente inflamables como combustibles.

Causas de la electricidad estática;

1. Carga inducida – cuando un cuerpo cargado se mueve cerca de un objeto neutro, provocará una separación de carga en el objeto neutro. Esto se logra por su atracción de a diferencia de cargas en el cuerpo neutro hacia el lado más cercano a ella mientras rechaza como carga en el objeto neutro para el otro lado si el extremo está conectado a tierra cuidadosamente, a continuación, el objeto puede permanecer permanentemente cargado.

2. Contacto inducida - se lleva a cabo debido al efecto triboeléctrico. Se trata de la transferencia de electrones que se produce entre dos cuerpos en contacto. Si los electrones de un material son débilmente enlazados entonces ese material en particular pierde fácilmente sus electrones y así convertirse en carga positiva mientras la otra se carga negativamente.

3. Calor inducido – en algunos materiales, calefacción separa cargos en un cuerpo neutro.

4. Presión inducida – algunos cristales de materiales son sensibles a la tensión mecánica y separa los cargos y así fácilmente puede ser cargada.

La separación de cargas es muy importante en cualquier material de carga. La energía electrostática puede medirse utilizando un electrómetro.

Para fines de demostraciones, un generador de van de graaff se utiliza normalmente para mostrar cómo se pueden generar estas cargas estáticas. Más cargas electrostáticas son debido a la fricción y siempre se deben tomar precauciones para evitar cualquier destrucción por estos cargos.

Energía electrostática fácilmente en muchos lugares se acumula y puede causar daño, directa o indirectamente. En componentes electrónicos tales como discos duros de ordenador, una descarga electrostática puede freír los circuitos y destruirla. En otros casos como con petroleros, una descarga electrostática puede encender llamas y resultar en tragedia. En la naturaleza, energía electrostática se manifiesta como el rayo, que es de hecho muy potente.

En muchos casos, la energía electrostática es una energía no deseada que requiere un conducto adecuado para ser dado de alta con el fin de evitar la pérdida o destrucción. Sin embargo, la energía electrostática tiene aplicaciones tales como la separación de sustancias con sus propiedades de carga.

ENERGÍA POTENCIAL ELECTROSTÁTICA

Describe una interacción entre cargas. En cualquier estudio de cargas electrostáticas, que se consideran una carga estática, siempre es muy importante recordar la ley de coulomb de cargas como es la característica central de electrostática. Bajo cualquier situación normal, cargos siempre ejercen fuerzas entre sí. La fuerza de coulomb entre estas dos cargas es dada por;

En que F es la fuerza de coulomb, q1 y q2 son las dos cargas bajo investigación mientras r12 es la distancia entre las dos cargas. La característica más importante es la energía potencial que se conoce como la cantidad de energía que un objeto se almacena en una determinada posición en el campo eléctrico. Energía potencial está dada por

El potencial electrostático es normalmente descrito en términos de energía potencial. Es decir, si se elige un punto en el espacio, decir (x, y, z) el cambio de energía potencial que se experimenta cuando se introduce un + 1 ión en ese punto particular normalmente equivale a la energía potencial electrostática desarrollada por una molécula en ese mismo punto. La introducción del ion + 1 normalmente se caracteriza por el cambio de energía que es la cantidad de energía potencial electrostática entre una molécula y un + 1 ión.

Energía potencial electrostática se dice que es una propiedad espacial o propiedad molecular. Generalmente depende de lo que ha sido elegido para esta investigación, la forma en que cargos se distribuyen dentro de una molécula de estudio y estos cargos también deben estar en una molécula. Según el punto elegido para la investigación, potencial electrostático puede ser positivo o negativo. Cuando la carga de + 1 se introdujo en la molécula experimenta una fuerza de atracción en el punto donde se ha introducido entonces definitivamente será negativo aunque si + 1 ión experimenta una fuerza repulsiva, a continuación, se vuelve positivo en ese momento.

Cuando uno de los cargos es muy lejos decir en el infinito, el valor de potencial electrostático se reducirá a cero. El cambio en la posición de los cargos es siempre un punto muy importante que tenga en cuenta que afecta a la cantidad de esta energía. El potencial electrostático está dada por;

Donde Єo es un eléctrico constante y r es la distancia entre las cargas. Se puede calcular utilizando los siguientes métodos;

1. Directo método – utilizando la ley de Gauss, campo eléctrico es normalmente calculado.

2. Se añade el método de superposición – la contribución de cada carga.

3. Forma - la ecuación de Poisson es normalmente aplicado.

4. Método de carga imagen - se aplica normalmente en la búsqueda de solución a los problemas que tiene una cierta simetría.

Debe señalarse que la fuerza electrostática es una fuerza conservadora y el independiente de trabajo realizado en la ruta que conecta las dos cargas.

CAPACITANCIA

Un condensador es un componente eléctrico con la capacidad para almacenar carga. Recibe la carga de una fuente externa.

...