Carga eléctrica: electricidad, corriente y electrización

LA CARGA ELECTRICA

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• Legenda: conocimiento de las fuerzas electricas y magneticas

LA ELECTRICIDAD

• 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. El origen etimológico de la palabra es Griego, quienes la estudiaron en esta civilización la llamaron “Ámbar” por el color tan versátil y luminoso que presentaba, sin embargo el término fue introducido en la sociedad científica por primera vez por el científico inglés William Gilberten el Siglo XVI para describir el fenómeno de interacción de energía entre partículas.
• Debemos tener en cuenta el significado de dos términos más en el estudio de la electricidad, la corriente eléctrica es una magnitud física, que describe la cantidad de electricidad que pasa a través de un conductor. Existen dos tipos de corrientes, que son: La continua, que no es interrumpida por ningún lapso de vacío, debido a que es en un solo sentido. La otra es la alterna, que se alterna en dirección y no es constante.
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LA ELECTRIZACION

• 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.
• Para explicar como se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra (no electrizada), tiene el mismo número des cargas positivas y negativas.
• Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo en la serie Triboeléctrica. Si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho material es más negativo en la serie triboeléctrica
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CONSERVACION DE CARGA

• Cuando la fuerza eléctrica que mantiene unidos los electrones al núcleo disminuye, la distancia entre estos y el núcleo aumenta, por lo tanto, aquellos electrones que se encuentran débilmente unidos a los átomos, en algunos materiales, pueden ser liberados o transferidos a otros cuerpos. Es decir, que si un cuerpo tiene carga positiva o carga negativa es porque se ha redistribuido su carga eléctrica.En estas redistribuciones se cumple el Principio de conservación de la carga.
• 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.
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CARGAS ELECTRICAS

• El norte americano benjamin franklin quien realizo diferentes trabajos en el campo de la electricidad sugirio la existencia de un unico tipo de carga las cuales eran positiva o negativa franklin propuso que las fuerzas ejercidas entre dos cuerpos eran de atraccion o de repulsion cuya ocurrencia dependia de la electrizacion de los cuerpo .
• esto se puede explicar con la famosa frase "los opuestos se atraen" esto ocurre ya que al ser de cargas opuestas se complementan intentando ser neutros
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CONDUCTORES Y AISLANTES

• En los fenómenos eléctricos se observa que el comportamiento de la materia respecto a la transmisión de electricidad es muy diverso.
• Existen medios materiales en los que la carga electrica no se transmite como puede ser vidrio,goma,porcelana, etc estos se les denomina aislantes y los conductores son aquellos que trans miten la energia o son buenos conductores entre estos destacan los metales los cuales todos son conductores tambien hay semiconsuctores como lo son los gases los cuales aveces conducen y aveces no.En el interior de un material aislante los electrones se encuentran ligados muy firmemente a los núcleos, por tanto, no existen electrones libres. Mientras en un semiconductor la existencia de electrones libres es mínima. 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. Este fenómeno se denominó superconductividad. Posteriormente, en 1987, se descubrió la superconductividad a temperaturas más altas (temperaturas mayores a 100 K, es decir, 2173 °C)
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CARGA POR CONTACTO Y POR INDUCCION

• La carga por contacto se produce si se toca un cuerpo con otro cargado eléctricamente. Cuando esto ocurre se produce un paso de electrones de un cuerpo al otro, con lo cual se electriza. Por ejemplo, si se suspende una pequeña esfera conductora neutra de un hilo y se le acerca una barra cargada eléctricamente hasta establecer contacto momentáneo, se observa que entre la esfera y la barra hay fuerza de repulsión, lo cual nos permita concluir que la esfera ha sido cargada con el mismo tipo de carga que la barra.
• La carga por inducción consiste en acercar un objeto cargado a otro en el cual se puede presentar una redistribución de cargas; de esta manera, cuando obtenemos, por ejemplo en una esfera, que se concentren cargas positivas, basta con aislar eléctricamente la misma para que esta conserve la carga que inducimos en ella.
• Nota que para cargar un objeto por inducción no se requiere que haya contacto con el cuerpo inicialmente cargado.
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POLARIZACION DE LA CARGA

• En cualquier objeto, existen dos cuotas, el negativo y el positivo. Polarización es la separación de estos cargos. Es decir, separar las cargas negativas de las cargas positivas. Que no implica la carga. En cualquier caso, un material se dice que ser polarizada cuando en pandillas de átomos de un punto más electrones que neutrones mientras que en otro momento posee átomos más protones que electrones.
• Polarización puede hacerse por cualquiera de los dos electrones que hace pasar a través de la superficie de un punto a otro o por distorsión de electrones como en el caso de los aisladores.
• Para entender la polarización, es necesario revisar el comportamiento de los electrones, como son los principales contribuyentes de la polarización eléctrica. En cualquier átomo, los electrones se encuentran normalmente en una región llamada la nube de electrones. Una nube con una densidad mayor implica una mayor posibilidad de encontrar un electrón en ese momento, mientras una nube con menor Polarización eléctrica es el desplazamiento relativo de las negativas y las cargas positivas en sentido contrario debido a un campo eléctrico. Esto puede tener lugar en conductores o aislantes. .
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FUERZA DE CARGAS

LEY COULOMB

• La ley de Coulomb dice que la fuerza entre dos cargas puntuales es directamente proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.
• Será repulsiva si las cargas son del mismo signo y atractiva si tienen signos distintos.
• F k Q1 Q2 / d^ 2
• En la vida cotidiana son incontables los ejemplos, veamos algunos.
• Cuando intentas manipular una bolsa de polietileno, generalmente se desprenden trocitos que en la fabricación no se quitaron adecuadamente, debes luchar bastante para quitarte un trozo que se te "Pegó", ello se debe a que en alguna medida todos estamos "cargados" por la fricción de nuestra ropa, del aire, etc. esas cargas son opuestas a las del plástico y éste es atraído hacia nosotros y se nos pega.
• Si frotas una regla plástica contra tu ropa podrás ver como atrae pedacitos de papel colocados sobre una mesa.
• Pon dos globos inflados.
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LA FUERZA ELÉCTRICA ENTRE MATERIALES

• Fuerza eléctrica:
• Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.
• La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar dirección y sentido.
• Dirección de la fuerza eléctrica: Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas.
• Sentido de la fuerza eléctrica: El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.
• Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra: Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas).
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