Carga eléctrica

Electrostática

Es la rama de la Física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por las cargas eléctricas en reposo.

Por: Silvia PedreiraLicencia: CC BY SA 4.0

Recorre la presentación, si aparece una mano arriba a la derecha, haz clic en ella para ver dónde están los elementos interactivos. En general son los que se mueven.

Tales de Mileto (600 aC) sabio griego, observó que al frotar ámbar (resina de pino fosilizada) con una piel podía atraer pequeños objetos como plumas, paja o astillas muy pequeñas de madera.

Imagen: Thales.jpg. Autor: Tomisti. Recuperada de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thales.jpg. Licencia: Dominio Público.

William Gilbert (1540-1603) médico inglés observó que algunos materiales se comportan como el ámbar al frotarlos. Fue el primero en utilizar el término "electricidad", que surge de la palabra griega "elektron" que significa ámbar.

Imagen: William Gilbert 45626i.jpg. Autor: Materialscientist. Recuperada de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:William_Gilbert_45626i.jpg. Licencia: Dominio Público.

En 1733 Charles Du Fay plantea la existencia de dos tipos de "electricidad". Posteriormente Benjamín Franklin las denomina "electricidad positiva" y "electricidad negativa"

Imagen: Charles Francois de Cisternay du Fay.jpg. Autor: Desconocido. Recuperada de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Charles_Fran%C3%A7ois_de_Cisternay_du_Fay.jpg. Licencia: Dominio Público.

Imagen: Ben Franklin Duplessis.jpg. Autor: Desconocido. Recuperada de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BenFranklinDuplessis.jpg. Licencia: Dominio Público.

Esa "electricidad positiva y negativa" de Franklin es lo que hoy denominamos CARGA ELÉCTRICA POSITIVA Y NEGATIVA

Carga eléctrica

Es una propiedad de algunas partículas subatómicas. Se evidencia mediante atracciones y repulsiones entre ellas.

Los átomos están formados por partículas. En el núcleo del átomo se encuentran los protones (que poseen carga eléctrica positiva) y los neutrones (son neutros, sin carga eléctrica). En la periferia del átomo se encuentran los electrones (que poseen carga eléctrica negativa).

La materia está formada por átomos y por ello posee cargas eléctricas.

Pero decimos que un cuerpo está cargado cuando tiene mayor cantidad de un tipo de carga que de otro.

Algunos materiales pueden transferir o redistribuir las partículas más externas (electrones) por diferentes procedimientos.

¿Cómo se puede cargar un cuerpo?

Formas de cargar un cuerpo

FRICCIÓN

INDUCCIÓN

CONTACTO

Al frotar un cuerpo con otro, los átomos que los forman se aproximan. Esto produce que algunos de los electrones puedan ser transferidos de un cuerpo al otro. La transferencia dependerá de la estructura atómica del material.

Carga o electrización por fricción

La barra de vidrio y el trozo de lana, quedaron cargados por la fricción realizada entre ellos.

Imagen: Pedreira, S. Licencia CC BY-SA 4.0

Carga por inducción

Al acercar un cuerpo cargado positivamene a otro neutro, en éste se produce un reordenamiento de las cargas de modo que los electrones se desplazan a la zona más próxima al cuerpo cargado.

La bolita neutra se carga por inducción.

Imagen: Pedreira, S. Licencia CC BY-SA 4.0

Si un cuerpo cargado se pone en contacto con otro que se encuentra polarizado (como la bolita en el caso de carga por inducción), se puede producir una transferencia de cargas negativas desde un cuerpo al otro.

Carga por contacto

La bola del péndulo quedó cargada positivamente porque se produjo una transferencia de cargas por el contacto ocurrido entre ella y la barra de vidrio cargada positivamente.

Imagen: Pedreira, S. Licencia CC BY-SA 4.0

Características de la carga eléctrica

Cuantización

La carga eléctrica no puede tomar cualquier valor, no es continua. Un cuerpo puede tener exceso o defecto de electrones, su valor de carga siempre será un múltiplo entero de la carga del electrón. Esto significa que puede ceder 1, 2, 3,... n electrones o ganarlos, nunca puede intercambiar 1,5 electrones. La carga está distribuida en "cuantos", "paquetes" de la carga elemental. La carga elemental positiva es la del protón y la negativa es la del electrón. Ambas tienen el mismo valor absoluto. Su valor es: La unidad de carga eléctrica es el Coulomb (C). La carga de un objeto va a ser este valor de carga eléctrica elemental multiplicado por la cantidad de cargas que el cuerpo haya intercambiado.

Conservación

La carga eléctrica neta en un sistema cerrado se mantiene constante. Imagen: Pedreira, S. Licencia CC BY-SA 4.0

Simetría

Existen dos tipos de carga eléctrica. Llamados positiva y negativa. Dos cargas positivas se repelen, al igual que dos cargas negativas, mientras que una carga positiva y una negativa se atraen.

Invarianza

La carga eléctrica es independiente de la velocidad del observador. Se verá esta propiedad en cursos superiores o si te interesa puedes buscar información en la Teoría de la relatividad especial.

Electricidad. Wikipedia. Licencia: CC BY-SA 3.0. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/ElectricidadAlvarenga, B. y Máximo, A. (1997). Física general. México: Oxford University.Egaña, E; Berruti, M. y González, A. (2014). Interacciones 4. Campos y ondas. Uruguay: Contexto.Bonda, E.; Suárez, A.; Vachetta, M. (2010). Electromagnetismo, Cuántica y Relatividad. Montevideo: Ediciones El Mendrugo.Hewitt, P. (2007). Física conceptual. México: Pearson-Addison Weasley.

Bibliografía