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Electrostática: La Carga Eléctrica

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Johan Sebastian Corredor Caceres 11-04 Colegio Sagrado Corazón de Jesus.
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    La Electricidad
    150327131346 Electricidad Promos 640x360 Thinkstock Nocredit (binary/octet-stream)
    La Electricidad es una propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia. Grecia clásica:  Thales de Mileto realizó experimentos en los cuales demostró que el ámbar, después de ser frotado con la piel de un animal, atraía ciertas semillas. El físico inglés William Gilbert descubrió que otras sustancias también podían adquirir la propiedad reseñada. A estas sustancias las denominó sustancias eléctricas y a la propiedad la denominó electricidad, palabra que deriva del griego elektron (ámbar).  
    Caption: : Figura 1. La Electricidad, atracción entre cargas.

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    La Electrización
    Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado.  La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática. El comportamiento eléctrico de los cuerpos está íntimamente relacionado con la estructura de la materia. Los cuerpos están formados por entidades llamadas átomos. En los átomos existen partículas que poseen carga positiva (protones), carga negativa (electrones) y otras partículas cuya carga es neutra (neutrones). Esto se debe a que las barras de vidrio o de plástico se electrizan al frotarlas, respectivamente, con seda o con lana. Al frotar la barra de plástico gana electrones de la lana (aumentando carga negativa), y la barra de vidrio cede electrones a la seda (aumentando carga positiva).  
    Carga 1 (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 2. Electrización por Fricción

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    Cargas eléctricas
    La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos.  Benjamín Franklin, quien realizó distintos descubrimientos en el campo de la electricidad, sugirió la existencia de un único tipo de carga o fluido eléctrico. Franklin propuso que las fuerzas ejercidas entre cuerpos electrizados eran acciones a distancia, unas de tracción y otras de repulsión, cuya ocurrencia dependía del tipo de electrización de dichos cuerpos.  La unidad de la carga eléctrica en el SI se denomina coulomb o culombio su símbolo es C.
    Tipos De Cargas Electricas (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 3. Interacción entre las cargas eléctricas.

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    Conservación de carga
    Este principio indica que la cantidad de carga eléctrica en un sistema aislado es constante, es decir, se conserva, ya que puede presentarse un intercambio o movimiento de carga de un cuerpo a otro, pero no se crea ni se destruye. Por otra parte, la carga eléctrica está cuantizada. En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva. La carga mínima o carga elemental es la carga del electrón representada por la letra e. Cualquier otra carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, será igual a la carga de un número entero de electrones.
    2532598 (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 4. Cargas presentes en el átomo.

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    Conductores y aislantes
    Conductores Semiconductores Y Aislantes (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 5. Tipos de Conductores, semiconductores y aislantes.
    Conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la electricidad. Entre éstos tenemos a los metales como el cobre. En general, los metales son conductores de la electricidad. En 1911, se descubrió que algunos materiales, al ser expuestos a temperaturas muy bajas aproximadamente al cero absoluto, cerca de 2273°C, mejoraban su conductividad notablemente, y ofrecían una resistencia casi nula al movimiento de las cargas eléctricas.Posteriormente, en 1987, se descubrió la superconductividad a temperaturas más altas (temperaturas mayores a 100 K, es decir, 2173 °C). Aisladores son los que no permiten el paso de la corriente eléctrica, ejemplo: madera, plástico, etc.

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    Carga por contacto y Carga por Inducción
    Carga por Contacto: Al poner en contacto un cuerpo electrizado con otro sin carga eléctrica, se genera un paso de electrones entre el primer cuerpo y el segundo, produciéndose la electrización de este último. Esto se debe a que habrá transferencia de electrones libres desde el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga en menor proporción y manteniéndose este flujo hasta que la magnitud de la carga sea la misma en ambos cuerpos.  Carga por inducción: al aproximar un cuerpo cargado a otro cuerpo, preferiblemente conductor, que no está cargado, este cuerpo se polariza, es decir, una de sus partes se carga positivamente y la otra, negativamente. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas se carga positivamente y en otras negativamente.   
    Tecnologia 2eso Cargas Induccion (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 6. Cargas por contacto e Inducción.

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    Polarización de la carga
    Es el campo vectorial que expresa la densidad de los momentos eléctricos dipolares permanentes o inducidos en un material dieléctrico. El vector de polarización P se define como el momento dipolar por unidad de volumen. La unidad de medida en el SI es coulomb por metro cuadrado. Cuando un cuerpo neutro reorganiza sus cargas por acción o por influencia de un cuerpo cargado, se dice que el cuerpo está polarizado. Ahora, veamos lo que sucede en el caso de los aislantes. Considera un aislante, no electrizado cuyas moléculas se encuentran distribuidas al azar. La polarización eléctrica es uno de los tres campos eléctricos macroscópicos que describen el comportamiento de los materiales. Los otros dos son el campo eléctrico E y el desplazamiento eléctrico D.
    300px Polarizacion (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 7. Polarización de la carga

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    La ley de Coulomb
    280px Coulombs Law.Svg (binary/octet-stream)
    Caption: : Figura 8. Representación de ley de Coulomb
    Se nombra en reconocimiento del físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), que la enunció en 1785 y forma la base de la electroestática. "La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario". La fuerza eléctrica depende de la constante electrostática K, la cual se definió para el vacío y que, en términos prácticos, es la misma para el aire. Si el medio es otro, esta constante presenta variaciones notables de tal forma que la fuerza electrostática entre los cuerpos cargados presenta variaciones.

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    Bibliografia
    http://conceptodefinicion.de/electricidad/ http://www.etitudela.com/Electrotecnia/principiosdelaelectricidad/cargaycampoelectricos/contenidos/01d56993080930f36.html https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica http://fsica1jacki.blogspot.com.co/2011/02/conservacion-de-la-carga.html http://www.profesorenlinea.cl/fisica/AislantesyConducElectricos.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_el%C3%A9ctrica Navarro Marco, ELECTROSTATICA: LA CARGA ELECTRICA, Colegio Sagrado Corazon de Jesus, 2017.

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