ELECTROSTÁTICA
FORMAS DE ELECTRIZAR A LOS CUERPOS
La palabra electricidad proviene del vocablo griego electrón, que significa ámbar. El ámbar es una resina fósil transparente de color amarillo, producido en tiempos muy remotos por árboles que actualmente son carbón fósil.
Los primeros fenómenos eléctricos fueron descritos por el matemático griego Tales de Mileto que vivió aproximadamente en el año 600 a.C. el señalaba que al frotar el ámbar con una piel de gato, podía atraer algunos cuerpos ligeros como polvo, cabello o paja.
El físico alemán Otto de Guericke (1602-1686) construyo la primera maquina eléctrica, cuyo principio de funcionamiento se basaba en el frotamiento de una bola de azufre que al girar producía chispas eléctricas. El holandés Pieter Van musschenbroek (1692-1761) descubrió la condensación eléctrica al utilizar la llamada botella de Leyden, la cual es un condensador experimental constituido por una botella de vidrio que actúa como aislante o dieléctrico. Tiene dos armaduras consistentes de un forro o revestimiento metálico exterior y un relleno de papel metálico prolongado eléctricamente hacia fuera a través de una varilla metálica que atraviesa un tapón de corcho. Si una de sus armaduras después de toca con un conductor, se produce una chispa que descarga parcialmente la botella.
El estadounidense Benjamín Franklin (1706-1790) observo que cuando un conductor con carga negativa terminaba en punta, los electrones se acumulan en esa región y por repulsión abandonan dicho extremo. De la misma manera, un conductor carga positivamente atrae a los electrones por la punta, arrancándolos de las moléculas de aire cercanas.
Charles Coulomb,en 1777 invento la balanza de torsión para medir la fuerza de atranccion o de repulsión por medio del retorcimiento de una fibra fina y rígida a la vez.
Alessandro Volta , en 1775 invento el electróforo, este dispositivo generaba y almacenaba electricidad estática.
Georg Ohm, quien describió la resistencia eléctrica de un conductor, y en 1872 estableció la ley fundamental de las Corrientes Eléctricas al encontrar la existencia de una relación entre la resistencia de un conductor, la diferencia de potencial y la intensidad de corriente eléctrica.
Michael Faraday, propuso la teoría sobre la electrización por influencia, al señalar que un conductor hueco (jaula de Faraday) forma una pantalla para las acciones eléctricas. A partir del descubrimiento de la inducción lectromagnética, Faraday logró inventar el generador eléctrico.
James Joule, estudio los fenómenos producidos por las corrientes eléctricas y el calor desprendido en los circuitos eléctricos
Otros investigadores han contribuido al desarrollo de la electricidad, entre ellos figuran: el estaounidense Joseph Hery, constructor del primer electroimán; el ruso Heinrich Lenz, quien enuncio la Ley Gativa al sentido de la corriente inducida; el escocés James Maxwell, quien propuso la Teoría Electromagnética de la Luz y las ecuaciones generales del campo electromagnético; el yugoslavo Incola Tesla, inventor del motor asincrónico y estudioso de las corrientes polifásicas; y el ingles Joseph Thomson, quien investigo la estructura de la materia y de los electrones.
En la actualidad, en los países desarrollados existen varios medios para producir energía eléctrica: centrales hidroeléctricas, termoeléctricas y nucleoelectricas.
Carga eléctrica
Los electrones y los protones tienen una propiedad llamada carga eléctrica.
Los neutrones son eléctricamente neutros porque carecen de carga. Los electrones poseen una carga negativa mientras que los protones la tienen positiva.
Un átomo normal es neutro ya que tiene el mismo número de protones o cargas positivas y de electrones o cargas negativas. Sin embargo, un átomo puede ganar electrones y quedar con carga negativa, o bien, perderlos y adquirir carga positiva. La masa del protón es casi de dos mil veces mayor que la del electrón pero la magnitud de sus cargas eléctricas es la misma.
El frotamiento es una manera sencilla de cargar eléctricamente un cuerpo. Por ejemplo: cuando el cabello se peina con vigor pierde algunos electrones, adquiriendo entonces una carga positiva mientras tanto el peine gana dichos electrones y carga final es negativa. Es decir, cuando un objeto se electriza por fricción la carga no se crea, pues siempre ha estado ahí, ni se producen nuevos electrones, solo pasan de un cuerpo a otro.
Interacción entre cargas de igual o diferente signo
Un principio fundamental de la electricidad es el siguiente: cargas del mismo signo se repelen y cargas de signos contrarios se atraen. Este principio puede demostrarse fácilmente mediante el empleo de un péndulo eléctrico.
Por tanto, se concluye que la electricidad de la barra de vidrio es diferente a la de plástico; la primera recibe el nombre de electricidad positiva o vítrea y la segunda, electricidad negativa o resinosa.
Formas de electrizar los cuerpos
Los cuerpos se electrizan al perder o ganar electrones. Por lo tanto, debemos entender que la carga de un cuerpo es positiva si pierde electrones y negativa cuando los gana.
Los cuerpos d electrizan por:
FROTAMIENTO
Los cuerpos se electrizan por frotamiento producen pequeñas chispas eléctricas, como sucede cuando después de caminar por una alfombra se toca un objeto metálico o a otra persona, o bien, al quitrase el suéter o un traje de lana.
CONTACTO
Este fenómeno de electrización se origina cuando un cuerpo saturado de electrones cede algunos a otro cuerpo con el cual tiene contacto.
INDUCCION
Esta forma de electrización se presenta cuando un cuerpo se carga eléctricamente al acercarse a otro ya electrizado.
Electroscopio y jaula de Faraday
El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de carga eléctrica en un cuerpo e identificar el signo de la misma.
El físico ingles Michael Faraday demostró que en un cuerpo electrizado las cargas siempre se acumulan en su superficie. Por tanto, es un conductor hueco las cargas únicamente se distribuyen en la superficie exterior. En el interior de una caja metálica (jaula de Faraday), no se detecta ninguna carga eléctrica.
TIPOS DE MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES
Los materiales conductores de electricidad son aquellos que se electrizan en toda su superficie, aunque sólo se frote un punto de la misma. En cambio, los materiales aislantes o malos conductores de electricidad, también llamados dieléctricos, sólo se electrizan en los puntos donde hacen contacto con un cuerpo cargado, o bien, en la parte frotada.
En general, los materiales son aislantes si al electrizarlos por frotamiento y sujetarlos con la mano, conservan su carga aun estando conectados con el suelo por medio de algún cuerpo. Los materiales son conductores si se electrizan por frotamiento sólo cuando no están sujetados por la mano y se mantienen apartados del suelo por medio de un cuerpo aislante.
Algunos ejemplos de materiales aislantes son: la madera, el vidrio, el corcho, las resinas y los plásticos, la porcelana, la seda, la mica y el papel. Como conductores tenemos a todos los metales, soluciones de ácidos, bases, sales disueltas en agua, así como el cuerpo humano. Cabe señalar que hay un material cien por ciento conductores ni un material cien por ciento aislantes, en realidad, todos los cuerpos son conductores eléctricos, pero unos son más que otros.
Unidades de carga eléctrica
La unidad elemental para medir carga eléctrica es el electrón, pero como es una unidad muy pequeña se utiliza unidades prácticas de acuerdo con el sistema de unidades empleado.
En el Sistema Internacional se utiliza el Coulomb y en el Sistema CGS, la unidad electrostática de carga (ues) o statcoulomb. La quivalencia estre estas unidades es la siguiente:
1 coulomb= 1 C= 6.24 x 1018 electrones
1 estatcoulomb= 1 ues= 2.08 x 109 electrones
1 C= 3 x 109 ues
1 electrón= -1.6 x 10-19 C
1 potrón= 1.6 x 10-19 C
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