Contenido del curso: Electricidad estática y dinámica

a) Fenómenos eléctricos, ley de Coulomb y campo eléctrico: Formas de electrización: por frotamiento (serie triboeléctrica), contacto e inducción. Modelo atómico, masas y cargas eléctricas de las partículas subatómicas principales. La ley de Coulomb en el SI (tabla de constantes k) y en el C.G.S. electrostático. Más precisiones del sistema C.G.S. electrostático. Tres cargas alineadas: fuerza neta sobre una de ellas; dónde colocar la tercera para que quede en reposo. Cargas puntuales desplegadas en el plano: fuerza resultante por composición de vectores. El campo eléctrico: descripción cualitativa, líneas de fuerza de cargas aisladas, dipolos y cargas iguales. Intensidad de campo eléctrico E: definición y fórmula de cálculo para una sola carga puntual que genera el campo. Los sentidos de la fuerza eléctrica F y de la intensidad de campo eléctrico E según el signo de la carga q. Cálculo de E con cargas alineadas y con cargas desplegadas en el plano por composición de vectores.

b) Trabajos en campos eléctricos, energías y potencial eléctrico: Trabajos de fuerzas en un campo eléctrico, movimientos cuasi-estáticos. Teoremas del trabajo y la energía aplicados a la electrostática. Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico V: definición, unidades y fórmula de cálculo para una sola carga Q que produce el potencial. Cálculo de V en un punto ante cargas alineadas y con cargas desplegadas en el plano. Diferencia de potencial y trabajo realizado sobre una carga para llevarla de un punto a otro. Cuadro de resumen de magnitudes eléctricas escalares y vectoriales. Otra unidad para la energía potencial eléctrica: el electrón-volt [eV]. Relación entre la intensidad de campo eléctrico E, el potencial V y la distancia d. Superficies equipotenciales.

c) Capacidad y Capacitores: Conductores y aisladores, comportamiento de la materia ante campos eléctricos: modelo del gas de electrones en metales y dipolos permanentes e inducidos en dieléctricos. Carga y potencial en una esfera cargada y aislada. Variación con la distancia del potencial V y la intensidad de campo eléctrico E en una esfera cargada y aislada. Reparto de cargas entre dos esferas cargadas en contacto. Capacidad de un conductor esférico cargado, definición, unidades: el faradio. Capacitores de láminas paralelas. Capacitancia en función de las características constructivas del capacitor. Capacidad específica de inducción o permitividad eléctrica ε. Efecto de introducir un dieléctrico en un capacitor cargado y aislado; y en un capacitor conectado a una fuente de potencial. Constante K del dieléctrico o capacidad específica de inducción respecto al vacío. Energía de un capacitor cargado. Potencial de ruptura. Asociación de capacitores en serie y en paralelo: demostración de las fórmulas de asociación. Aplicación del capacitor: su uso en filtrado en fuentes de alimentación. Misceláneos: conducción en gases, constante de Faraday.

a) Corrientes eléctricas, conceptos físicos: intensidad de corriente eléctrica, unidades. Sentido convencional y sentido electrónico real. Ley de Ohm, regla nemotécnica, sus tres formas. La resistencia eléctrica, sus unidades. Analogía hidráulica de la electricidad. Fuerza electromotriz de una pila (fem). Comparación entre la ley de Ohm de la electricidad y de la hidrodinámica. Energía disipada en una resistencia: efecto Joule. ¿Cuánto vale una resistencia?: su medición y su valor dada las características constructivas. La resistividad, tabla de resistividades. Conductancia. Variación de la resistencia con la temperatura. Tabla de coeficientes térmicos α. Potencia eléctrica: entregada por una pila y consumida en una resistencia: sus tres fórmulas. Calor producido en una resistencia, distintas fórmulas aplicables, en joules y en calorías.

b) Circuitos eléctricos: Asociación de resistencias en serie y en paralelo: demostración de las fórmulas. Fem y diferencia de potencial en bornes de una pila. Resolución de un circuito eléctrico completo. Topología de circuitos: ramas, nodos y mallas. Leyes de Kirchhoff: de los nodos y de las mallas. Resolución de un circuito complejo con sistemas de ecuaciones. Asociación de fuentes: en serie, en paralelo, en anti-paralelo y asociaciones mixtas. ¿Qué significa cargar un circuito eléctrico?