Sentències Veritat_Fals - Física (Modif Parcial QT 2024 - PDF)

SENTÈNCIES VERTADERES · La llei de Gauss, en la seva forma integral, ens diu que el flux del camp elèctric que travessa una superfície tancada és igual a la càrrega total que tanca aquesta superfície dividida per ε0. · Els potencials SEMPRE són continus independentment de si hi ha o no hi ha densi...

SENTÈNCIES VERTADERES · La llei de Gauss, en la seva forma integral, ens diu que el flux del camp elèctric que travessa una superfície tancada és igual a la càrrega total que tanca aquesta superfície dividida per ε0. · Els potencials SEMPRE són continus independentment de si hi ha o no hi ha densitats superficials de càrrega en una regió de l’espai. · El camp elèctric generat per un conductor en equilibri electrostàtic carregat sempre és ortogonal a la seva superfície del conductor independentment de la seva forma. · Per tal de tenir una Gàbia de Faraday, necessitem un conductor amb algun forat connectat al terra. La Gàbia fa que la regió de l’espai del forat i la regió externa al conductor quedin aïllades elèctricament una de l’altre. · Considerem una esfera carregada. Si la seva càrrega passa a ser el doble, la seva energia electrostàtica serà quatre vegades més gran. · El camp elèctric a la superfície d’un conductor en equilibri electrostàtic no pot tenir component tangencial a la superfície. · La capacitat equivalent de dos condensadors en sèrie sempre serà més petita que la de cadascun d’ells. · Tenim un condensador connectat a una bateria. Si doblem el voltatge de la bateria, l’energia emmagatzemada pel condensador es farà quatre vegades més gran. · Si en una certa regió de l’espai el divergent del camp és 0, no vol dir que en aquella regió no hi puguin passar línies de camp elèctric. · El treball que hem de fer per dur unes càrregues q1,····, qN des de l’infinit fins a unes certes 𝑁 𝑁 posicions es pot expressar com Σ𝑖=1Σ𝑗=1, 𝑖≠1 ( ) 1𝑞𝑖𝑞𝑗 2𝑟𝑖𝑗 , on rij és la distància final entre les càrregues i i j. En el cas d’un condensador, que el carreguem amb una càrrega Q i queda amb un potencial V1 i V2 (un per a cada armadura, amb V1 > V2), es pot demostrar que aquesta expressió també es pot expressar com a ½ Q(V1 − V2). · Al llistat d’exercicis de classe, tenim diversos exercicis on es considera una distribució esfèrica de càrrega amb una certa densitat volúmica de càrrega ρ diferent de zero, la qual pot dependre de r (distància al centre de l’esfera) o no. Doncs bé, això en cap cas pot representar el cas d’un conductor. · Disposem de dos condensadors amb capacitats C1 < C2. És possible associar-los de manera que la capacitat equivalent de l’associació sigui menor que C1. · Al llarg d’una línia de camp elèctric, anant en la direcció i sentit del camp, el mòdul del mateix sempre decreix, independentment de per on passi i independentment del valor de la càrrega final en la qual acaba la línia de camp. · La capacitat d’un condensador determinat és independent de la càrrega amb el qual el carreguem, o de la tensió que li apliquem. · L’energia potencial electrostàtica d’un condensador, carregat amb càrrega QQ i amb una diferència de potencial entre les armadures V1 − V2, és UE = ½ Q(V1 − V,), i representa el treball que el generador ha hagut de fer sobre les càrregues per dur-les des d’una armadura a l’altra, i que ha quedat emmagatzemat en les mateixes. · Quan endollem una cafetera a un endoll a 220V durant un cert temps, i en total hi acaben circulant 2 C de càrrega elèctrica, això vol dir que aquestes càrregues hauran perdut, en total, una energia ∆UE = 440 J, independentment de la temperatura a la qual ha escalfat l’aigua i dels detalls del circuit dins la cafetera. · Dues esferes conductores de diferent radi, molt allunyades, carregades amb càrregues +Q1 i +Q2 i amb potencials V1 i V2, respectivament, quan es posen en contacte s’iguala el potencial, però no les càrregues. · Si prop d’un conductor amb una cavitat interior, no connectat al terra, hi acostem una càrrega +q, a dins de la cavitat no es notarà cap camp elèctric. · Si prop d’un conductor amb una cavitat interior, connectat al terra, hi acostem una càrrega +q, a dins de la cavitat no es notarà cap camp elèctric. · Els condensadors es poden associar en paral·lel per augmentar la seva capacitat. · (Examen 2017 - 2018) El mòdul del camp elèctric creat per les dues càrregues positives iguals de la figura és més gran en el punt B que en el punt A. · (Examen 2017 - 2018) La figura adjunta, que representa com canvia el potencial elèctric al llarg d’una línia de camp (l representa la distància recorreguda al llarg de la línia de camp elèctric, la qual no té perquè ser rectilínia), és impossible. · L’equació diferencial per al camp elèctric ∇⋅ E = ρ/ε0 implica que en les zones on hi ha càrrega elèctrica positiva hi neixen línies de camp, i on hi ha càrrega negativa hi moren línies de camp. · Si tenim una distribució de càrrega superficial σ uniform, que és plana i d’extensió molt gran (tendint a infinit), aquesta genera camp elèctric cap als dos costats, en direcció perpendicular, i el seu mòdul és σ/2ε0. Aquest mòdul no disminueix a mesura que ens allunyem de la làmina. · Per carregar un conductor hem de fer treball, tot i que el camp en el seu interior és nul. · En un condensador, si no canviem la seva estructura però li dupliquem la seva càrrega, la capacitat no canvia. · Si col·loquem un dipol elèctric (de moment dipolar elèctric constant), en una zona on el camp elèctric aplicat no és uniform, es mourà en direcció cap a la zona on el mòdul del camp sigui més gran, independentment del sentit del vector camp elèctric. · L’energia potencial electrostàtica d’un condensador aïllat amb la part interior plena de material dielèctric és menor que la del mateix condensador sense dielèctric. I això significa que el treball que un generador haurà d’efectuar per a carregar-lo fins que arribi a tenir una determinada càrrega Q serà menor, en un factor εr. SENTÈNCIES FALSES · Les càrregues que es troben a fora de les superfícies Gaussianes que fem servir a la llei de Gauss no creen camp elèctric. · El camp elèctric, E(vector), i la diferència de potencial, dV, segueixen la relació E (vector) = −dV · dl (vector). · L’equació de Laplace ∇2V = 0 ens diu que, a les regions on no hi ha densitat de càrrega, el camp elèctric és zero. · L’energia electrostàtica d’una distribució de càrrega és el treball necessari per portar aquesta distribució sencera i en bloc des de l’infinit fins al lloc on es trobi. · A la superfície d’un conductor en equilibri electrostàtic el camp elèctric és més intens on els radis de curvatura són més grans. · Si tenim una placa metàl·lica quadrada de més de deu metres de costat i suficientment carregada, per avaluar el camp elèctric que genera, la placa és prou gran com per poder fer servir sempre l’aproximació de que és un pla infinit. · El principi de superposició el podem aplicar al camp elèctric, mai al potencial elèctric. · La capacitat d’un condensador només ve determinada per les propietats del material amb el que està fet. 𝑞𝑄 · La Llei de Coulomb F = 2 r̂ ens indica la força elèctrica produïda entreu dues càrregues. 4Πϵ0𝑟 Aquesta força és conservativa únicament perquè decau amb el quadrat de la distància. · La càrrega elèctrica és una magnitud continua. Per això podem fer integrals amb les densitats de càrrega. Les càrregues puntuals realment no existeixen. · El camp elèctric generat per una anella carregada amb una densitat lineal λ només existeix en el seu eix. A la resta de l’espai, l’anella no crea camp. · El camp elèctric és conservatiu perquè el seu rotacional és diferent de zero. · El camp elèctric en el punt mig d’un dipol (punt equidistant de les dues càrregues) sempre és 0, per simetria. · En un conductor metàl·lic, els seus electrons lliures de fet es belluguen sempre, en totes direccions, i van xocant. Però quan li apliquem un generador llavors la velocitat mitjana dels electrons deixa de ser 0 (tot i que segueixen xocant) i adquireix un valor net determinat, proporcional al quadrat del mòdul del camp elèctric que imposa el generador. · Els conductors carregats en equilibri electrostàtic sempre tenen el cap elèctric perpendicular a la seva superfície, tant per la part de dins com per la part de fora. · L’equació diferencial ∇ ∧ E = 0 implica, entre altres, que les línies de camp elèctric mai es poden tancar sobre sí mateixes. També implica, com a conseqüència, que les superfícies equipotencials mai poden ser superfícies tancades. · El camp elèctric i el potencial són discontinus a través de la superfície de qualsevol conductor. · Si acostem una càrrega elèctrica a un conductor descarregat, sense tocar-lo, el camp elèctric i el potencial dins el conductor passaran a ser diferents de 0, i tornaran a ser 0 si connectem el conductor al terra. · Per a tenir més capacitat, és pitjor tenir dos condensadors d’àrea S i separació dd en sèrie, que un sol condensador d’àrea S i separació 2dd. · Si posem un dipol lliurement en una zona amb camp elèctric no uniforme, en qualsevol cas el dipol girarà de manera que la càrrega + girarà cap a la direcció en que apunta el camp; i a més el dipol sencer es desplaçarà sempre en aquesta mateixa direcció i sentit. · La densitat de corrent J és sempre homogènia a l’interior d’un material conductor sotmès a una diferència de potencial, independentment de la seva secció o la seva forma. · (Examen 2016-17) En la figura 1 (pàg. anterior), si volem empènyer la càrrega q’ des del punt 1 fins al 2 (camí A), o bé fins al 3 (camí B), haurem de fer més treball pel camí B, ja que en aquest cas hem baixat massa de potencial i llavors en una part del camí l’hem de remuntar. · (Examen 2016-17) En la figura 2 (pàg. anterior), les línies contínues poden correspondre a línies de camp elèctric, i les línies discontínues representen la superfície externa de dos conductors (amb càrrega a la superfície). · Les gàbies de Faraday aïllen regions de l’espai des del punt de vista elèctric, estigui la càrrega on estigui (dins o fora). Per aquesta raó, quan tenim una gàbia de Faraday mai no hi ha cap camp present, ni a dins la cavitat del conductor ni a fora del mateix. · La gàbia de Faraday representa un recinte metàl·lic tancat el qual, quan estem al seu interior, ens protegeix del camp elèctric i del potencial que pugui estar actuant des de fora d’aquest recinte. Però si estem fora i el camp elèctric està aplicat des de dins del recinte llavors ja no ens protegeix. Això és conseqüència de la Llei de Gauss. · Un conductor descarregat sempre es troba a potencial zero. · Si en la superfície de separació entre dos medis hi ha una densitat de càrrega superficial σ (com per exemple en la superfície d’un conductor carregat), llavors el camp elèctric i el potencial són discontinus. · L’equació diferencial per al camp elèctric: ∇ · E = ρ/ε0 implica que en els llocs on ρ és positiva hi “neixen” línies de camp elèctric, en els lloc on ρ és negativa hi “moren” línies de camp, i en els lloc on ρ és 0 no hi pot passar cap línia de camp. · Aquesta distribució de línies de camp elèctric és possible (per a una determinada distribució de càrrega, és clar), i llavors les línies equipotencials seran perpendiculars a les mateixes (seran doncs radials). · Si apliquem una diferència de potencial entre els dos extrems d’un cable molt llarg fet de material conductor, els electrons lliures es van accelerant contínuament, de manera que quan arriben al final és quan tenen la màxima velocitat.