Cargas Eléctricas y Ley de Coulomb Primera Unidad

Carga Eléctrica 600 a.C.- Griegos descubren que al frotar el ámbar rápidamente este atrae partículas pequeñas. Frotar el ámbar es un ejemplo de cómo generar una carga electrostática. La palabra griega equivalente a ámbar es electron, y a partir de ahí surge la palabra electricidad. La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia. e = 1.6 x 10 -19 Es la fuente de la fuerza eléctrica.

Cargas Electrostáticas La carga no se crea, solo se redistribuye. Generador Electroestático Van de Graaff

Carga Eléctrica Cont. Existen dos tipos de cargas. Podemos nombrar a un tipo de carga positiva (+) y a la otra negativa (-). Las cargas que son semejantes se repelen y las cargas diferentes se atraen.

Carga Eléctrica Cont. En los sólidos, las cargas móviles son los electrones negativos. Las cargas fijas son los núcleos de los átomos que tienen carga neta positiva. Se necesita una fuerza, ya sea de fricción o un campo eléctrico fuerte para desprender los electrones del núcleo del átomo.

Carga Eléctrica Cont. Conductor-material por el cual la carga se mueve con facilidad. Ex: metales Aislador-es aquel material por el que fluye la carga muy poco o nada. Ex: madera, caucho, plásticos. Semiconductores-materiales que no son buenos conductores o aisladores.

Carga Eléctrica Cont. Ley de conservación de la carga Cantidad total de carga eléctrica en el universo permanece constante. No es posible crear ni destruir cargas aisladas. Las cargas pueden crearse (y destruirse) sólo en pares de igual magnitud y signo opuesto.

Dos formas de generar cargas electroestáticas Por Conducción Cargas un objeto neutral cuando lo tocas con un objeto que tiene una carga neta. Por inducción Cargas un objeto neutral separando las cargas sin tocarlo.

coulomb C Un coulomb es la carga de 6.25 x 1018 electrones. Corroboración 6.25 x 1018 electrones (1.6 x 10-19 C/electrón) = 1 C

Ley de Coulomb Describe y cuantifica la fuerza entre cargas electrostáticas. Primero: La fuerza electrostática depende o es directamente proporcional al producto entre las cargas Unidad de carga es el coulomb (C)

Ley de Coulomb Cont. Segundo: Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas. Distancia en unidad de metros.

Ley de Coulomb Cont. Finalizamos: Introducimos una constante de proporcionalidad. k = 8.898 x 109 N m2 / C2 Fuerza en N apunta a lo largo de la línea que une las dos cargas.

Ley de Coulomb Cont. Otra forma de expresarlo usando la permisividad del espacio libre ε0 = 8.854 x 10-12 C2/(N m2)

Comparemos la fuerza electroestática versus la fuerza gravitacional El electrón con carga e = -1.602 x 10 -19 C se encuentra separado de otro electrón por una distancia de 0.5 x 10 – 9 m. Calcule la fuerza electrica.

Comparemos la fuerza electroestática versus la fuerza gravitacional Utilizamos la Ley de Gravitación Universal La masa del electrón es me = 9.1 x 10 -31 Kg.

Comparemos la fuerza electroestática versus la fuerza gravitacional La razón entre la magnitud de la fuerza electroestática y la gravitacional es bien grande. Fe >> Fg