2. Materiales2.4 Propiedades Electrodinámicas

Comprender la forma reaccionan los distintos materiales que se emplean en la practica profesional.

Objetivos:

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Dr. Willy H. GerberInstituto de Fisica

Universidad AustralValdivia, Chile

El problema: metales varios

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Reacción entre el medio y los metales

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Electrolisis

Reacción en medio acuoso

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Cargas y su comportamiento

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Las cargas son discretas,múltiplos de la carga elemental

e = 1.6 x 10-19 C (Coulomb)

la carga de un electrón

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Carga y fuerza de Coulomb

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Fuerza [N]Carga [C: Coulomb]Carga de test [C:Coulomb]Distancia Carga – Carga test [m]Constante de campo = 8.85x10-12 C2/Nm2

Numero dieléctrico (en caso de que el medio se polarice)Campo Eléctrico [N/C=V/m (V: Volt)]

Charles Coulomb

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Carga [C: Coulomb]

Carga de test

Representación de líneas de campo

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Ley de Gauss

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Carl Friedrich Gauss

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Potencial de una Carga

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Potencial [V: Volt (V=Nm/C energía por carga)]Carga [C: Coulomb]Carga de test [C:Coulomb]Distancia Carga – Carga test [m]Constante de campo = 8.85x10-12 C2/Nm2

Numero dieléctrico (en caso de que el medio se polarice)

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Carga [C: Coulomb]

Potencial de una Carga

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A

Ley de Ohm

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Potencial [V: Volt]Resistencia [Ω: Ohm]Corriente [A: Amperes = C/s]

En el caso del cuerpo humano las principales corrientes no se deben a electrones, si no a los iones Na+, K+, Ca2+ y Cl−

Georg Simon Ohm

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Calculo de la Resistencia

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Resistencia [Ω: Ohm]Resistividad [Ωm]Sección [m2]Largo [m]Resistencia por unidad de longitud [Ω/m]Conductancia [S: Siemens = 1/Ω]Conductividad [S/m = 1/Ωm]

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Conductividad en sistemas biológicos

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Concentración molar de los iones i [mol/m3]Conductividad molar de iones i [m2/Ω mol]

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Ion Λ [cm2/Ω mol]

H+ 349.81

OH− 198.30

Na+ 50.10

Cl− 76.35

Voltaje entre dos superficies cargadas

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Potencial [V: Volt]Cargas en cada superficie [C: Coulomb]Capacidad [F: Farad]Numero dieléctrico del medio entre las placasConstante de campo = 8.85x10-12 C2/Nm2

Área de las placas [m2]Distancia de las placas [m]Campo electrico [V/m]

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Voltaje entre dos superficies cargadas

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Dieléctrico

Causa a nivel atómico

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CátodoÁnodo

- 1.36 V -2.71 V

Ejemplo: electrolisis con NaCl (consume energía)

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-4.07 V

Electrolito

CobreCátodo

ZincÁnodo

Ejemplo celda Voltaica (genera corriente – batería)

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ZnSO4(aq)CuSO4(aq)

+0.34 V −(−0.76 V) = 1.10 V

Invirtiendo el proceso: operación bajo corriente (celda electrolítica)

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Invirtiendo el proceso: operación generado corriente (celda voltaica)

Reacción en medio acuoso

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