Carga eléctrica
SANCA EVELIN
Nuestro objetivo es conocer: ¿Que es la carga eléctrica?, pero primero conoceremos el descubrimiento de ella.
En el siglo VII ac. el filósofo Tales de la ciudad de Mileto observo que, al frotar ámbar, este atraía pequeños objetos. Así el ámbar amarillo (electrón = su nombre griego) se volvería una piedra mágica, otra era la magnética que atraía pequeños objetos de hierro; es por ello que se le asigna a Tales como el descubridor de la carga eléctrica. (Nitsche C,R. La carga eléctrica).
Ahora vamos a hablar de la carga eléctrica:
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas que se manifiestan mediante atracciones y repulsiones, y por lo tanto los fenómenos definidos como eléctricos. Ellas participan cuando creamos electricidad estática, lo que se conoce como " electrostática ". Por ejemplo: cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa comprobamos que este atrae pequeños trozos de papel. Lo mismo podemos decir cuando frotamos vidrio con seda o ámbar con lana.
Experimentalmente notamos que las cargas que se mueven son los de carga negativa, es decir, los electrones, aunque también existen los de carga positiva.
Entre sus propiedades tenemos:
- Del experimento, se dice que las cargas eléctricas existen en dos formas y se les denomina carga positiva y negativa, entonces si son dos partículas con cargas del mismo signo se ven sometidas a una fuerza de repulsión entre ellas, por el contrario, dos partículas con carga de distinto signo se ven sometidas a una fuerza de atracción.
- La unidad de carga negativa es el electrón, mientras la unidad de carga positiva es el proton, ambas partículas poseen carga de la misma magnitud, pero sus efectos sobre otras cargas son opuestas.
- La materia es eléctricamente neutra, ya que tiende a estar constituida por el mismo número de electrones y protones. El exceso de electrones haría que un cuerpo estuviese cargado negativamente, mientras que el defecto de electrones haría que estuviese cargado positivamente.
En el sistema internacional de unidades, se mide en Coulomb.
- Por último, la carga eléctrica aparece en la naturaleza cuantizada, es decir, siempre es múltiplo de una unidad fundamental:
e = −1,6 × 10−19
Entonces la carga de un cuerpo es:
q = ±n IeI
Donde n es un numero entero.
En conclusión: Para que ocurra el fenómeno, el objeto que se usa debe estar cargado, ya sea positiva o negativamente y eso es lo que representa la carga eléctrica, el exceso o defecto de electrones al electrizar cuerpos, por ejemplo: la lana con el ámbar, seda con vidrio, entre otros. Así también se va a observar que la carga eléctrica ejerce atracción y repulsión y está cuantizada.
Referencias:
- Libro Benitez Nuñez.
- W. Física 2012.
El Electroscopio.
SANCA EVELIN
En la electrostática, la carga eléctrica es un punto fundamental.
Pero ¿Cómo detectamos si hay carga eléctrica en un material?, con la ayuda de un
electroscopio podemos hacerlo. Este instrumento está diseñado para detectar la carga
eléctrica no compensada, residente en cuerpos macroscópicos.
A continuación, conoceremos más de este instrumento:
El electroscopio está formado por una pequeña esfera, una varilla de transmisión y dos
ojuelas articuladas. Todas esas partes son conductores y conectadas entre sí. Con
excepción de la esfera, el resto de las partes se encuentra dentro de una cápsula de vidrio
para evitar interacciones atmosféricas no deseadas.
El electroscopio funciona de dos maneras: simple y complejo.
Si comenzamos por lo más simple que consiste en poner en contacto la esfera del
instrumento con el cuerpo a medir. Si dicho cuerpo está cargado, transferirá una parte
de su carga al electroscopio para que todo ello se distribuya por la superficie de todo
el cuerpo conductor que forma el instrumento, incluyendo las ojuelas metálicas
articuladas. Estas últimas, al adquirir cargas del mismo signo se repelen y las ojuelas
metálicas se separan. Ahí es donde se hace visible las cargas eléctricas. Un caso
complejo es cuando tenemos un electroscopio descargado, si acercamos un cuerpo
cargado, se pone bajo la influencia de su campo electrostático. Ocurre el fenómeno
de inducción, es decir, se neutraliza el campo interno y el resto de cargas circulantes
se redistribuye por todo el cuerpo del electroscopio, al llegar a las ojuela metálicas
ocurre la separación de ellas y se nota la existencia de un campo eléctrico.
(2012.Apuntes de física).
En síntesis, decimos que el electroscopio es un instrumento útil para electrizar
cuerpos, asimismo gracias a su funcionamiento simple y complejo respectivamente podemos
detectar cargas eléctricas y campo eléctrico.
Referencias:
- LibrO Benitez Nuñez.
- W. Física 2012.
Conductores en equilibrio electrostático.
SANCA EVELIN
Empecemos conociendo ¿Qué es la electrostática?:
Es parte de la física que estudia este tipo de comportamiento de la materia, se preocupa de
la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos y en
general, de los fenómenos asociados de las cargas eléctricas en reposo.
Y si hablamos de un material conductor ¿Qué es?, es aquel que permite el transporte de la
carga eléctrica. En general los sólidos metálicos son buenos conductores, ya que sus
electrones de valencia están pocos unidos a los núcleos atómicos, lo que permite que se
muevan con facilidad a través del sólido. A ese tipo de electrones se les denomina
electrones libres. Por ejemplo: El cobre.
A continuación, hablaremos el Equilibrio electrostático de un conductor:
Si tenemos un conductor cargado con una cierta carga que lo dejamos por un cierto tiempo
, alcanzará una situación de equilibrio electrostático en la que ya no hay movimiento de
cargas. Así el campo en el interior del conductor es nulo. Si pasa lo contrario, habría un
movimiento de cargas y no estaría en equilibrio.
Recordando campo eléctrico, si este se dirige hacia la izquierda, la partícula de carga
positiva genera una fuerza en el mismo sentido y si es carga negativa la fuerza se dirige en
sentido opuesto.
Entonces en nuestro ejemplo:
Si situamos una placa conductora en una región del espacio en que existe un campo
eléctrico que se desplaza hacia la izquierda ,los electrones de la placa generan una
fuerza opuesta al campo externo y se acumulan en el lado derecho de la placa
dejando el lado izquierdo con un exceso de cargas positivas.Esta distribución de
carga dentro del conductor genera un campo eléctrico interno de sentido opuesto al
externo y de igual módulo ,así el campo interior total del conductor es nulo,alcanza el
equilibrio electrostático y no puede haber carga en el interior del mismo .Por ello la
carga se acumula en la superficie y esto depende de su forma ,es decir,en zonas más
puntiagudas hay más carga y el campo que crea es más intenso que en un plano.
(Martín Blas,T y Serrano,A.Universidad Politécnica de Madrid -España).
En conclusión: Los conductores que son los metales tienen movilidad de electrones libres y
dependerá su dirección del campo eléctrico. Cuando lleguen al equilibrio electrostático, esas
cargas se acumulan en la superficie, que depende de la forma del conductor si quiero saber
donde el campo eléctrico es más intenso.
Referencias:
- Libro Benitez Nuñez.
- W. Física 2012.
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