Introducció al Camp Elèctric i Càrregues

Apunts sobre el camp elèctric, càrregues elèctriques, força electroestàtica, intensitat del camp elèctric, potencial elèctric, energia i treball, superfícies equipotencials, flux elèctric i condensadors.

Física · Selectivitat (PAU Catalunya)

16 pàgines · 9 temes · 90 flashcards · 63 preguntes tipus test

Índex

  1. 1. Càrregues Elèctriques (q) · p. 2
  2. 2. Força Electroestàtica · p. 3
  3. 3. Comparació entre Camp Gravitatori i Camp Elèctric · p. 4
  4. 4. Conservació de la Càrrega · p. 5
  5. 5. Intensitat de Camp Elèctric i Potencial Elèctric · p. 6-9
  6. 6. Energia i Treball en Camps Elèctrics · p. 10-11
  7. 7. Superfícies Equipotencials · p. 12
  8. 8. Flux Elèctric · p. 13
  9. 9. Condensador Pla · p. 14-15

1. Càrregues Elèctriques (q)

Flashcards

Què és la càrrega elèctrica?
Una propietat de la matèria.
Quin és el valor de la càrrega elemental?
1,602 · 10^-19 C (Coulomb)
Quina càrrega té un electró?
-1,602 · 10^-19 C
Quina càrrega té un protó?
1,602 · 10^-19 C

Preguntes tipus test

  1. Quina és la càrrega d'un neutró?
    • a) Positiva
    • b) Negativa
    • c) Neutre
    • d) Depèn del material

    Resposta: c) Neutre. Un neutró, com el seu nom indica, no té càrrega elèctrica. Per tant, la seva càrrega és neutra.

  2. Què passa quan dos cossos amb càrregues iguals interaccionen?
    • a) S'atrauen
    • b) Es repel·leixen
    • c) No passa res
    • d) Es neutralitzen

    Resposta: b) Es repel·leixen. Quan dos cossos amb càrregues iguals interaccionen, es genera una força repulsiva entre ells.

  3. Quina és la càrrega elemental?
    • a) 1,602 · 10^-19 C
    • b) 9,11 · 10^-31 C
    • c) 6,626 · 10^-34 C
    • d) 3 · 10^8 C

    Resposta: a) 1,602 · 10^-19 C. La càrrega elemental és la magnitud de càrrega elèctrica que posseeix un sol protó o electró, i el seu valor és de 1,602 · 10^-19 Coulombs (C).

2. Força Electroestàtica

Flashcards

Què és la Llei de Coulomb?
És la llei que descriu la força electroestàtica entre dues càrregues.
Què indica el vector unitari en la Llei de Coulomb?
Indica la direcció i sentit de la força electroestàtica.
De què depèn la constant K en la Llei de Coulomb?
Depèn del medi en què es troben les càrregues.
Quin és el valor de la permitivitat elèctrica del buit (ε₀)?
8.85 · 10⁻¹² C²/(N·m²)

Preguntes tipus test

  1. Quina és la llei que descriu la força electroestàtica entre dues càrregues?
    • a) Llei de Faraday
    • b) Llei d'Ohm
    • c) Llei de Coulomb
    • d) Llei de Newton

    Resposta: c) Llei de Coulomb. La Llei de Coulomb descriu la força electroestàtica entre dues càrregues, indicant que és directament proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància entre elles.

  2. Què indica el vector unitari en la Llei de Coulomb?
    • a) La magnitud de la força
    • b) La direcció i sentit de la força
    • c) La distància entre les càrregues
    • d) La càrrega de les partícules

    Resposta: b) La direcció i sentit de la força. El vector unitari en la Llei de Coulomb indica la direcció i el sentit de la força electroestàtica entre les càrregues.

  3. De què depèn la constant K en la Llei de Coulomb?
    • a) De la distància entre les càrregues
    • b) Del medi en què es troben les càrregues
    • c) De la magnitud de les càrregues
    • d) De la velocitat de les càrregues

    Resposta: b) Del medi en què es troben les càrregues. La constant K en la Llei de Coulomb depèn del medi en què es troben les càrregues, afectant la permitivitat elèctrica.

3. Comparació entre Camp Gravitatori i Camp Elèctric

Flashcards

Quina és la unitat de càrrega elèctrica?
Coulomb (C)
Com es calcula la força electroestàtica entre dues càrregues?
Llei de Coulomb: F = k * (q1 * q2) / r^2
Què és el camp elèctric?
La força per unitat de càrrega que experimentaria una càrrega de prova positiva.
Què és el potencial elèctric?
L'energia potencial per unitat de càrrega.

Preguntes tipus test

  1. Quina de les següents expressions representa correctament la força gravitatòria entre dos cossos?
    • a) F = G * (m1 * m2) / r
    • b) F = G * (m1 + m2) / r^2
    • c) F = G * (m1 * m2) / r^2
    • d) F = G * (m1 * m2) * r^2

    Resposta: c) F = G * (m1 * m2) / r^2. La Llei de la Gravitació Universal estableix que la força gravitatòria és directament proporcional al producte de les masses i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.

  2. Quina de les següents expressions representa correctament la força electroestàtica entre dues càrregues?
    • a) F = k * (q1 * q2) / r
    • b) F = k * (q1 + q2) / r^2
    • c) F = k * (q1 * q2) / r^2
    • d) F = k * (q1 * q2) * r^2

    Resposta: c) F = k * (q1 * q2) / r^2. La Llei de Coulomb estableix que la força electroestàtica és directament proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.

  3. Quina de les següents magnituds és anàloga a la massa en el context del camp elèctric?
    • a) El potencial elèctric
    • b) La càrrega elèctrica
    • c) La permitivitat del buit
    • d) El camp elèctric

    Resposta: b) La càrrega elèctrica. La càrrega elèctrica juga un paper anàleg a la massa en el camp gravitatori, ja que determina la força que experimenta una partícula en un camp elèctric.

4. Conservació de la Càrrega

Flashcards

Què és la càrrega elemental?
1,602 · 10^-19 Coulomb
Quina càrrega té un neutró?
0
Com s'anomena la llei que descriu la força electroestàtica?
Llei de Coulomb
Quina és la càrrega total de l'univers?
0

Preguntes tipus test

  1. Quina és la càrrega total de l'univers, segons el text?
    • a) Igual a la càrrega d'un electró
    • b) Un valor positiu constant
    • c) Zero
    • d) Un valor negatiu constant

    Resposta: c) Zero. El text indica que la càrrega total de l'univers és 0 (Quniv = 0).

  2. Què passa quan dos cossos amb càrregues iguals interaccionen?
    • a) Es genera una força d'atracció
    • b) No hi ha interacció
    • c) Es genera una força repulsiva
    • d) Es fusionen en un sol cos

    Resposta: c) Es genera una força repulsiva. El text especifica que si les càrregues són iguals, es genera una força repulsiva.

  3. Quina és la càrrega mínima que es pot tenir, segons el text?
    • a) La càrrega d'un neutró
    • b) La càrrega d'un protó
    • c) La càrrega d'un electró
    • d) Zero

    Resposta: c) La càrrega d'un electró. Segons el text, la càrrega d'un electró és la càrrega mínima que es pot tenir.

5. Intensitat de Camp Elèctric i Potencial Elèctric

Flashcards

Què és la intensitat de camp elèctric?
És la força per unitat de càrrega que actua sobre una càrrega de prova positiva.
Com es defineix el potencial elèctric?
És l'energia potencial per unitat de càrrega en un punt de l'espai.
Quina és la direcció de les línies de camp elèctric al voltant d'una càrrega positiva?
Radials i sortint de la càrrega.
Com es relaciona el treball amb l'energia potencial elèctrica?
El treball realitzat per una força externa és igual a l'increment d'energia potencial.

Preguntes tipus test

  1. Què indica la direcció de les línies de camp elèctric?
    • a) El sentit de la força que rebria una càrrega negativa
    • b) El sentit de la força que rebria una càrrega positiva
    • c) La intensitat del camp elèctric
    • d) La magnitud del potencial elèctric

    Resposta: b) El sentit de la força que rebria una càrrega positiva. Les línies de camp elèctric indiquen la direcció i el sentit de la força que actuaria sobre una càrrega positiva situada en aquest camp.

  2. Com es relaciona el potencial elèctric amb la direcció del camp?
    • a) El potencial augmenta en la direcció del camp.
    • b) El potencial disminueix en la direcció del camp.
    • c) El potencial és constant en la direcció del camp.
    • d) No hi ha relació entre el potencial i la direcció del camp.

    Resposta: b) El potencial disminueix en la direcció del camp.. El potencial elèctric disminueix en la direcció del camp elèctric. Això significa que les càrregues positives tendeixen a moure's cap a regions de menor potencial.

  3. Quina és la relació entre el camp elèctric i la força electroestàtica sobre una càrrega?
    • a) F = q / E
    • b) F = q · E
    • c) E = q · F
    • d) F = E / q

    Resposta: b) F = q · E. La força electroestàtica (F) sobre una càrrega (q) en un camp elèctric (E) es calcula com F = q · E. Això indica que la força és directament proporcional a la càrrega i al camp elèctric.

6. Energia i Treball en Camps Elèctrics

Flashcards

Què representa l'energia potencial elèctrica d'una càrrega q en un potencial V?
L'energia que té la càrrega q a causa de la seva posició en el camp elèctric creat pel potencial V.
Com es relaciona el treball realitzat per una força externa amb l'increment d'energia potencial?
El treball realitzat per una força externa és igual a l'increment d'energia potencial: W = ΔEp.
Què indica un treball negatiu (W < 0) realitzat per una força externa?
Que obtenim energia durant el procés, és a dir, el sistema allibera energia.
Quina és la relació entre el treball del camp elèctric i el treball de la força externa?
Són oposats: W_camp = -W_externa.

Preguntes tipus test

  1. Què passa amb l'energia potencial elèctrica si Ep > 0?
    • a) Les càrregues tenen signe diferent i es necessita energia per separar-les.
    • b) Les càrregues tenen el mateix signe i q arriba sola a l'infinit.
    • c) El treball realitzat per la força externa és negatiu.
    • d) No hi ha relació entre l'energia potencial i el signe de les càrregues.

    Resposta: b) Les càrregues tenen el mateix signe i q arriba sola a l'infinit.. Quan Ep > 0, les càrregues tenen el mateix signe, i la càrrega q arriba a l'infinit per si sola a causa de la repulsió electrostàtica.

  2. Com es calcula el treball realitzat per una força externa per moure una càrrega q d'A a B?
    • a) W = q * (VA - VB)
    • b) W = ΔEp = q * ΔV
    • c) W = -q * (VA + VB)
    • d) W = q / (VB - VA)

    Resposta: b) W = ΔEp = q * ΔV. El treball realitzat per una força externa per moure una càrrega q d'A a B és igual a l'increment de l'energia potencial, que es calcula com W = ΔEp = q * ΔV, on ΔV és la diferència de potencial entre B i A.

  3. Si el treball realitzat per una força externa és negatiu (W < 0), què implica?
    • a) Cal invertir energia per desplaçar la partícula d'A a B.
    • b) Obtenim energia durant el procés de desplaçament.
    • c) La càrrega q queda atrapada i necessita energia per sortir.
    • d) La càrrega es mou espontàniament de B a A sense necessitat d'energia externa.

    Resposta: b) Obtenim energia durant el procés de desplaçament.. Si W < 0, significa que obtenim energia durant el procés de desplaçament, és a dir, el sistema allibera energia mentre la càrrega es mou d'A a B.

7. Superfícies Equipotencials

Flashcards

Com són les superfícies equipotencials respecte a les línies de camp elèctric?
Perpendiculars
Què passa amb el valor del potencial a mesura que ens movem en la direcció i sentit d'una línia de camp?
Disminueix
Quin treball es realitza per moure una càrrega al llarg d'una superfície equipotencial?
Zero
En un camp elèctric uniforme, com són les superfícies equipotencials?
Planes i paral·leles

Preguntes tipus test

  1. Quina relació geomètrica tenen les superfícies equipotencials amb les línies de camp elèctric?
    • a) Són paral·leles.
    • b) Són perpendiculars.
    • c) Formen un angle de 45 graus.
    • d) No tenen cap relació.

    Resposta: b) Són perpendiculars.. Les superfícies equipotencials són sempre perpendiculars a les línies de camp elèctric. Això significa que en qualsevol punt d'una superfície equipotencial, el camp elèctric és perpendicular a la superfície.

  2. Com varia el potencial elèctric a mesura que ens movem en la direcció i sentit d'una línia de camp elèctric?
    • a) Augmenta.
    • b) Disminueix.
    • c) Es manté constant.
    • d) Varia de forma aleatòria.

    Resposta: b) Disminueix.. El valor del potencial elèctric disminueix a mesura que ens movem en la direcció i sentit d'una línia de camp elèctric. Això és perquè el camp elèctric apunta en la direcció en què el potencial disminueix més ràpidament.

  3. En una regió on el camp elèctric és uniforme, com són les superfícies equipotencials?
    • a) Esfèriques.
    • b) Cilíndriques.
    • c) Planes i paral·leles.
    • d) Irregulars.

    Resposta: c) Planes i paral·leles.. En un camp elèctric uniforme, les superfícies equipotencials són planes i paral·leles entre si. Això és degut a que el potencial disminueix de manera uniforme al llarg de la direcció del camp.

8. Flux Elèctric

Flashcards

Què és el flux elèctric?
La quantitat de camp elèctric que travessa una superfície.
En què unitats es mesura el flux elèctric?
N·m²/C (Newton per metre quadrat dividit per Coulomb).
Com es defineix el vector associat a una superfície en el càlcul del flux elèctric?
És un vector perpendicular a la superfície.
Quina és la fórmula per calcular el flux elèctric a través d'una superfície?
Φ = E · S · cos α, on E és el camp elèctric, S és l'àrea de la superfície, i α és l'angle entre E i la normal a la superfície.

Preguntes tipus test

  1. Quina és la unitat de mesura del flux elèctric?
    • a) N·m²/C
    • b) C/N·m²
    • c) N·C/m²
    • d) m²/N·C

    Resposta: a) N·m²/C. El flux elèctric es mesura en Newton per metre quadrat dividit per Coulomb (N·m²/C).

  2. Què representa el vector perpendicular a una superfície en el context del flux elèctric?
    • a) La direcció del camp elèctric
    • b) La magnitud del camp elèctric
    • c) La direcció normal a la superfície
    • d) La resistència de la superfície

    Resposta: c) La direcció normal a la superfície. El vector perpendicular a la superfície indica la direcció normal a aquesta, utilitzada per calcular el flux elèctric.

  3. Com es defineix el flux elèctric a través d'una superfície?
    • a) La força total que actua sobre la superfície
    • b) La quantitat de camp elèctric que travessa la superfície
    • c) L'àrea total de la superfície
    • d) La càrrega total dins la superfície

    Resposta: b) La quantitat de camp elèctric que travessa la superfície. El flux elèctric es defineix com la quantitat de camp elèctric que travessa una superfície donada.

9. Condensador Pla

Flashcards

Què és un condensador pla?
Un component elèctric format per dues plaques conductores planes paral·leles entre si.
Què passa quan s'aplica una diferència de potencial (ΔV) a les plaques d'un condensador?
Apareix una acumulació de càrrega neta a cadascuna de les plaques, generant un camp elèctric.
Quina fórmula relaciona el camp elèctric (E) amb la diferència de potencial (ΔV) i la distància (d) en un condensador pla?
E = ΔV / d
Com és el camp elèctric a l'interior d'un condensador pla?
Constant i uniforme (excepte a prop de les vores).

Preguntes tipus test

  1. En un condensador pla, què determina el camp elèctric entre les plaques?
    • a) La suma de les càrregues a les plaques.
    • b) La diferència de potencial aplicada i la distància entre les plaques.
    • c) La resistència del material entre les plaques.
    • d) La temperatura ambient.

    Resposta: b) La diferència de potencial aplicada i la distància entre les plaques.. El camp elèctric en un condensador pla està directament relacionat amb la diferència de potencial aplicada i inversament relacionat amb la distància entre les plaques, segons la fórmula E = ΔV / d.

  2. Com són les superfícies equipotencials en un condensador pla?
    • a) Radials i centrades en el punt mitjà.
    • b) Irregulars i dependents del camp magnètic.
    • c) Paral·leles a les plaques del condensador.
    • d) Perpendiculars a les plaques del condensador.

    Resposta: c) Paral·leles a les plaques del condensador.. Les superfícies equipotencials en un condensador pla són paral·leles a les plaques, el que significa que el potencial és constant en qualsevol punt d'una superfície paral·lela a les plaques.

  3. Si la diferència de potencial entre dos punts en un condensador pla augmenta, què passa amb la distància horitzontal entre aquests punts?
    • a) Disminueix proporcionalment.
    • b) Augmenta proporcionalment.
    • c) Es manté constant.
    • d) No hi ha relació entre la diferència de potencial i la distància.

    Resposta: b) Augmenta proporcionalment.. La diferència de potencial entre dos punts és proporcional a la distància horitzontal que els separa. Per tant, si la diferència de potencial augmenta, la distància horitzontal també augmenta proporcionalment.

I 54 flashcards i 36 preguntes més al document.

Text del document

CAMP ELÈCTRIC Càrregues elèctriques (q) La càrrega elèctrica és una propietat de la matèria. Càrrega elemental = 1,602 · 10 19 (Coulomb) 1 electró = 1,602 · 10 19 1 protó = 1,602 · 10 19 1 neutró 0 A l'interaccionar dos cossos amb càrrega o al fregar certs materials apareix una força.: Si les càrregues són iguals es genera una força repulsiva amb mateix sentit que el vector unitari a cada partícula (idèntiques). Si les càrregues tenen sentit oposat es genera una força d'atracció amb sentit contrari al vector unitari a cada partícula (idèntiques). Força electroestàtic a Llei de Coulomb: Ԧ = · 2 = · El vector unitari, com al camp gravitatori, s'utilitza per indicar el caràcter vectorial.

En cas de no posar-lo, estaríem calculant el mòdul. = 9 · 109 2 2 depèn del medi en el que ens trobem. = 1 4 0 ; sent 0 la permitivitat elèctrica del medi, per al buit podem aïllar 0 = 8,85 · 10 12 C2 Nm2 = · 0 = : à 2 També estem en un camp central, per tant, és conservatiu, per tant: La càrrega es conserva La càrrega total de tot l'univers és 0: = 0 La càrrega d'un electró és la càrrega mínima que es pot tenir: = 1,6 · 10 19 L'aparent repulsió entre 2 electrons és l'emissió d'un fotó.

Intensitat de camp elèctric i Potencial elèctric En funció del signe de les càrregues, les línies de camp aniran en un sentit o en l'altre: Les línies de camp sempre surten de la positiva i entren a la negativa. Per tant, estan indicant el sentit de la força que rebria una partícula de càrrega positiva = · = = · 2 = · 2 = · El potencial pot ser positiu o negatiu disminueix en la direcció del camp.

= · Al camp elèctric i al potencial elèctric també es compleix el principi de superposició: = Σ = 1 + 2 + suma vectorial = = 1 + 2 + suma escalar Energia i Treball L'energia potencial elèctrica d'una càrrega q en un potencial V generat per una càrrega Q fixe serà: = · sabent que = · Podrem tenir una energia potencial positiva o negativa: > 0 à < 0 à , à El treball realitzat per una força externa amb la intenció de moure q d'A a B és l'increment d'energia potencial: = = · = ( ) Si > 0 cal invertir energia en desplaçar la partícula d'A a B Si < 0 obtindrem energia durant el procés.

Ara bé, el treball que fa el camp elèctric és el contrari del de la força externa, per tant: = = L'energia d'una distribució de càrregues situades en diferents punts de l'espai correspon a l'energia emmagatzemada pel conjunt de càrregues i coincideix amb el treball necessari per "crear/muntar" el sistema. Per calcular-la simplement haurem de sumar les energies de cada parella de partícules: Si = 2 = · 1 2 12 Si = 3 = · 1 2 12 + · 1 3 13 + · 2 3 23 ... Superfícies equipotencials Recordem que sempre són perpendiculars a les línies de camp.

El valor del potencial disminueix a mesura que ens movem en la direcció i sentit d'una línia de camp: Flux elèctric Davant d'una superfície definim un vector perpendicular a aquesta Ԧ . Si tenim un camp elèctric que travessa la superfície podem definir el flux elèctric com a la quantitat de camp que travessa una superfície: = · Ԧ = · · cos Es mesura en 2 Condensador pla Component elèctric format per dues plaques conductores planes paral·leles entre si: Si apliquem una Δ entre les plaques apareix una acumulació de càrrega neta a cadascuna d'elles que genera un camp elèctric. = Aquest camp elèctric ve determinat per la diferència de potencial aplicada i la distància entre les dues plaques.

A l'interior del condensador el camp elèctric és constant (a prop de les plaques no ho és però nosaltres considerarem que sí): = Δ = + Per tant, podem concloure que la diferència de potencial entre dos punts serà proporcional a la distància horitzontal que els separa. Les superfícies equipotencials són paral·leles a les plaques i el potencial disminueix en la direcció i sentit del camp. Si > 0 A té un potencial major perquè està més a prop de la placa positiva. Als problemes de condensadors només utilitzarem la fórmula mencionada perquè les anteriors fan referència a càrregues puntuals i aquí no tenim una càrrega puntual!!!!

Més apunts de Física

Exàmens, temes i apunts de Física

Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat