Ley de Coulomb

Unidades de carga eléctrica, ley de Coloumb
La unidad de carga es el Coulomb (C). ¿Sabías que la menor cantidad de carga que se encuentra en la naturaleza es la que tiene un electrón en carga negativa, la carga del protón es positiva y es del mismo valor que la del electrón?
Las unidades de la electricidad definidas por el Sistema Internacional para las magnitudes relacionadas por la ley de Ohm son: el voltio para la tensión; el amperio para la intensidad; y el ohmio para la resistencia.
El voltio es la unidad del SI para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y el voltaje. Es representado simbólicamente por la letra V. Se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio consume un vatio de potencia.
El amperio es la unidad para la intensidad de corriente eléctrica. La intensidad de corriente que, al circular por dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y separados entre sí en el vacío a lo largo de una distancia de un metro, produce una fuerza entre los conductores de 2•10⁻⁷ newton por cada metro de conductor. También se puede conceptualizar como el paso de un Culombio (6.24 • 10¹⁸ electrones) en un segundo a través de un conductor. Se representa con la letra A.
El ohmio es la unidad del SI para la resistencia eléctrica. Se representa con la letra griega Ω. Su nombre deriva del apellido del físico Georg Simon Ohm, que definió la ley del mismo nombre. Un ohmio es la resistencia eléctrica que presenta una columna de mercurio de 106,3 cm de altura y 1 mm² de sección transversal, a una temperatura de 0°C.

Ley de Coulomb

La fuerza que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
F=K (q₁ q₂)/r²
q₁ q₂: cargas de los cuerpos en coulombs (C).
r: distancia entre los cuerpos en metros (m).
F: fuerza atractiva o repulsiva, según sean las cargas de signo contrario o igual signo en Newton (N).
K: constante electrostática que equivale a 9x10⁹Nm²/C².

Ejercicios de fuerza entre dos cargas

 Calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas cuyos valores son q₁= 2x10⁻³C y q₂= 4x10⁻³C al estar separadas en el vacío por una distancia de 30cm.
Datos:
F=?
q₁= 2x10⁻³C
q₂= 4x10⁻³C
r=30cm=0,3m
κ=9x10⁹Nm²/C²
Fórmula:






∈r=F
      F¹
 Desarrollo:
F=κ(2x10⁻³C)(4x10⁻³C)
    .    .    ( 0,3m)²
F=κ8x10⁻⁶C²
 .    0,09m²
(9x10⁹Nm²/C²)(8,88x10⁻⁵C²m²)
 N

q₁=2mC         q₂=4mC
!....................................!
    .        30cm

Determinar la fuerza eléctrica entre dos cargas cuyos valores son q₁= -3x10⁻⁶C y q₂= 4x10⁻⁶C, al estar separadas en el vacío por una distancia de 50cm.
Datos:
F=?
q₁= -3x10⁻⁶C
q₂= 4x10⁻⁶C
r=50cm=0,5m
κ=9x10⁹Nm²/C²

Fórmula:




∈r=F
      F¹
 Desarrollo:
F=(9x10⁹Nm²/C²) ( -3x10⁻⁶C)(4x10⁻⁶C)
 .     .     .     .     .     .    0,5m²

F=(9x10⁹Nm²/C²) -12x10⁻¹²C
 .     .     .     .       .  0,25m
F=(9x10⁹Nm²/C²)(-48x10⁻¹²C²/m²)
 F=-432x10⁻³N
F=-0,432N
Una carga eléctrica de 2μC se encuentra en el aire a 60cm de otra carga. La fuerza con la cual se rechazan es de 3x10⁻¹N ¿Cuánto vale la carga desconocida?
Fórmula:




Datos:
F=3x10⁻¹N
q₁= 2x10⁻⁶C
q₂=?
r=60cm=0,6m
κ=9x10⁹Nm²/C²
 Desarrollo:
q₂=(3x10⁻¹N)(0,6m)²
(9x10⁹Nm²/C²)(2x10⁻⁶C)
q₂=(3x10⁻¹N)(0,36m²)
         18x10³Nm²/C
 q₂=0,108Nm²/C²
      18x10³Nm²/C²
q₂=6x10⁻⁶C
q₂=6μC
Determina la distancia a la que se encuentran dos cargas eléctricas de 7x10⁻⁸C, al rechazarse con una fuerza de 4,4x10⁻³N
Datos:
F=4,4x10⁻³N
q₁=7x10⁻⁸C
q₂=7x10⁻⁸C
r=
κ=9x10⁹Nm²/C²
Fórmula:




Desarrollo:
 r²=(9x10⁹Nm²/C²)(7x10⁻⁸C)(7x10⁻⁸C)
    .    .    .    .    4,4x10⁻³N

 r²=4,41x10⁻⁵Nm²
      4,41x10⁻³Nm²
 r²=0,01m²
r²=√0,01m²
r=0,1m=10cm

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