ELECTRICIDAD Y MATERIA

Introducción Antes de profundizar en torno al fenómeno de atracción y repulsión, haremos un poco de historia. El concepto utilizado para referirse a las cargas eléctricas es relativamente nuevo. Fue Alessandro Volta en 1793 quien lo introdujo por primera vez. Sin embargo, ya en Grecia se conocían las manifestaciones eléctricas del ámbar que consiste en su capacidad para atraer pequeños trozos de paja al frotarse. Alessandro Volta

Introducción El francés Charles du Fay, en 1733, se encontraba experimentando con electricidad estática y descubrió que dos bolas de corcho electrizadas respectivamente con varillas frotadas de vidrio y resina, se repelían. De lo anterior dedujo que habían dos fluidos eléctricos distintos, a los cuales llamó electricidad vítrea y electricidad resinosa.

Introducción La hipótesis elaborada por Du Fay fue rechazada por Franklin en 1752, argumentando que había un único fluido, que podía encontrarse en los cuerpos por exceso o por defecto, siendo la atracción resultado de poner en contacto el exceso con el defecto y la repulsión resultado de conectar exceso con exceso o defecto con defecto. Aun siendo falso el argumento, acertó al nombrarlas electricidad positiva y negativa. Benjamin Franklin

Introducción Lo que se conocía con cierta certeza eran las características de las cargas. Si tenemos dos cargas iguales, ya sea positivas o negativas, estas se repelen. Si tenemos dos cargas distintas, es decir una positiva y otra negativa, estas se atraen. + + - - - +

Existen dos tipos de cargas: Introducción La carga eléctrica, es una característica de cualquier partícula que participa en la interacción electromagnética. La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de unidades es el culombio, C. Existen dos tipos de cargas: La carga positiva. La carga negativa.

Introducción Aun así, los científicos de la época (siglo XVIII) hablaban del concepto de cargas y señalaban que estas estaban relacionadas entre sí por una fuerza. Pero ningún científico halló la forma de relacionarlas matemáticamente. No fue hasta 1785 que un científico relacionó las cargas con la fuerza. Ese científico fue Charles Coulomb.

Charles Coulomb Físico e ingeniero militar francés, nació en Angulema, Francia, en 1736 y murió en París en 1806. Después de pasar nueve años en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regresó a Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido de la Revolución Francesa, se retiró a su pequeña propiedad en la localidad de Blois, donde se consagró a la investigación científica. En 1802 fue nombrado inspector de la enseñanza pública.

Concepto de Electrostática La electrostática es la parte de la física que estudia la electricidad en la materia. Se preocupa de la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos De los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo Laboratorio Virtual: http://www.mailxmail.com/curso/excelencia/historia_fisica/capitulo6.htm

Conservación de la Carga Todo objeto cuyo número de electrones sea distinto al de protones tiene carga eléctrica. Si tiene más electrones que protones la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva. Cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro La conservación de la carga es una de las piedras angulares de la física, a la par con la conservación de la energía de la cantidad de movimiento.

Fuerzas y Cargas Eléctricas Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas se dice que ha sido electrizado. Cargas eléctricas de distinto signo se atraen y cargas eléctricas de igual signo se repelen. Se ha visto que existen en la Naturaleza dos tipos de cargas, positiva y negativa. La cantidad más pequeña de carga es el electrón (misma carga que el protón, pero de signo contrario).

Fuerzas y Cargas Eléctricas La unidad natural de carga eléctrica es el electrón, que es la menor cantidad de carga eléctrica que puede existir.

Carga por Fricción La fricción como ya se sabe, trae muchas cosas por descubrir una de ellas es la transferencia de electrones de un material a otro, nos podemos dar cuenta de esto cuando nos peinamos o acariciamos un gato. Hay materiales que mediante la fricción quedan electrizados durante un tiempo, y esto es por la transferencia de electrones de un cuerpo a otro. Laboratorio Virtual: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/fuerza/fuerza.htm#Electricidad%20por%20frotamiento

Carga por Contacto Se puede transferir electrones de un material a otro por simple contacto. Si el objeto es buen conductor la carga se distribuye en toda su superficie porque las cargas iguales se repelen entre sí. Si se trata de un mal conductor puede ser necesario tocar con la barra varias partes del objeto para obtener una distribución de carga más o menos uniforme. Laboratorio Virtual: http://www.cec.uchile.cl/~cutreras/apuntes/node6.html#SECTION00213000000000000000

Carga por Inducción Si acercamos un objeto con carga a una superficie conductora, aún sin contacto físico los electrones se mueven en la superficie conductora. La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto, decimos que lo estamos poniendo a tierra. Laboratorio Virtual: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htm

Carga por Inducción Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, de carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre.

Carga y fuerza eléctrica Los átomos están formados por: Protones, Neutrones y Electrones. Los protones poseen carga + Los electrones poseen carga – La fuerza eléctrica es la atracción entre los protones y electrones sin estar en contacto. Los protones y neutrones se ubican en el núcleo del átomo. Los electrones se ubican en la corteza

Carga y fuerza eléctrica Los átomos neutros poseen igual cantidad de protones (p+) que se electrones (ē). Los átomos cargados eléctricamente reciben el nombre se iones. Que son: Cationes: Son de carga positiva poseen déficit de ē. Aniones: Son de carga negativa poseen exceso de ē.

Comportamiento de la fuerza eléctrica. Ley de Coulomb 1.- La intensidad de la fuerza eléctrica es directamente proporcional al producto de las cargas. 2.- La intensidad de la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas. 3.- La fuerza actúa en la línea que une las cargas.

Fuerza eléctrica y enlaces químicos Son los electrones los que se encargan de formar las moléculas, pues entre ellos se forman los enlaces quimico.