LXICO

1
Clase 5
Propiedades eléctricas de la materia
Propiedades magnéticas de la materia
Transitorios RC y RL
2
Constante dieléctrica
Vacío, fuerza F
material, fuerza Flt F
F F/?
3
ferroeléctrico
4
Capacidad y capacitores
Q E -Q
V
C Q / V
5
Capacitor de caras paralelas
E Q/A?0
Q E -Q A
V E x l
C Q / V C ?0 A / l
l
V
6
Capacidad
La unidad SI de capacidad es el faradio
Faradio Culombio / Voltio
1 ?F 106 F, 1 nF 109 F 1 pF 1012 F
7
Capacitor lleno con una sustancia de constante
dieléctrica ?
La capacidad aumenta en un factor ?
Para un capacitor plano C ? ?0 A / l ? A / l
8
Capacitor aislado
VlE?V0
E0
V0lE0
EltE0




Vacío, aire
dieléctrico
9
Capacitor a tensión constante
Q?Q0
-
-
-
-
-
-
E0
E0






Vacío, aire
dieléctrico
10
Carga de polarización
- - - - -

-
-
E
-
-
?libre
?polarización
E (?libre-?polarización)/?0
11
Propiedades magnéticas de la materia
12
Autoinductancia
La corriente I establece un campo magnético que
genera un flujo ? en cada espira de la bobina.
L N? / I
13
Inductor lleno de una sustancia con
susceptibilidad magnética ?
La inductancia cambia en un factor (1 ?)
L (1 ?) L0
14
permeabilidad magnética ?
? (1 ?) ?0
Paramagnética, ?gt0, ? gt ?0
Diamagnética, ?lt0, ? lt ?0
?0 4? x 10-7 N/A2
15
Diferentes substancias
B0
BltB0
BgtB0
Vacio aire
Diamag-nética
Paramag-nética
16
Ferromagnetismo e imanes permanentes
Algunos materiales (ferromagnéticos) tienen una ?
muy grande y que depende de la historia Pueden
mantener campo magnético en ausencia de corrientes
17
ferromagnetismo
B0
BgtgtB0
Vacio aire
hierro
18
ferromagnetismo
B?0
B?0
Polo norte
Polo sur
Magneti-zación
imán
19
Transitorios
20
Carga de un capacitor
21
Carga de un capacitor
Malla 0 ? - iR - Vcap
0 ? -(dq/dt)R - q/C
22
Carga de un capacitor
0 ? - q/C -(dq/dt)R
RC(dq)/ (?C q) dt
Cambio de variable u ?C q du dq
RC(-du)/u dt
23
Carga de un capacitor.
RC(-du)/u dt
-RCln(u) t constante
u exp-(t constante)/RC
?C q exp-(t constante)/RC
Condición inicial permite calcular la
constante Q(t0) 0 ?C
exp-(constante)/RC
24
Carga de un capacitor.
?C q ?C exp(-t /RC)
q(t) ?C 1-exp(-t /RC)
q(t)
Q ?C
.63 Q
t?RC
t
25
Energía almacenada en un capacitor cargado
dW Vdq dW (q/C)dq
V
W(0 Q) ?dW
dq
U almacenada W realizado Q2/2C
26
Energía almacenada en el campo eléctrico
U Q2/2C V2C/2VQ/2
Q
E
V E l
C ?0 A / l
-Q
U E2l2 (?0 A / l) /2
área A separación l
V lA
Uelect./Vol ?0 E2/2
27
fem inducida en un inductor
L N? / I
Flujo L I
? - L (dI/dt)
Cuando cambia la corriente se genera una fem en
el inductor
28
Conexión de un inductor
0 ?? - ?ir
a
a
0 -L(di/dt) ? - iR
i A1-exp(-t/?)
A ?/R ? L/R
29
Energía almacenada en un inductor
PdW/dt iV iL(di/dt) dW iLdi
V
dq
W(0 I) ?dW
U almacenada W realizado LI2/2
30
Energía almacenada en un campo magnético
U LI2/2
solenoide
L ?0N2Al
Umag./Vol B2/2?0
B ?0NI