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ELECTROESTÁTICA. ESTUDIO DE LAS CARGAS ELECTRICAS EN REPOSO. PROFESORA CELYBETH PADILLA. HISTORIA.
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ELECTROESTÁTICA ESTUDIO DE LAS CARGAS ELECTRICAS EN REPOSO PROFESORA CELYBETH PADILLA
HISTORIA Tales de Mileto (año 624 al 543 a.n.e) descubrió que si se frota un trozo de ámbar, éste atrae objetos más livianos. De aquella época data el término de “electricidad”, que proviene de la palabra griega “elektrón” que significa ámbar.
CARGA ELÉCTRICA Es una característica propia e irreducible de algunas partículas elementales con que están constituidos todos los cuerpos: electrones y protones. Por eso se dice también que es una es una propiedad intrínseca de la materia Comportamiento Tipos de carga Los experimentos demostraron que existen dos tipos de carga eléctrica, carga positiva (+) y carga negativa () + ─
Los cuerpos que poseen las mismas cargas eléctricas se repelen. • Los cuerpos que poseen cargas eléctricas de diferente tipo se atraen. La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional es el Coulomb (C) en honor al físico francés Charles Coulomb. La carga de un electrón () es de –1,61019 Cy la del protón () tiene el mismo valor pero con signo positivo.
TEORÍAS Benjamín Franklin introdujo en el siglo XVIII el concepto de fluido eléctrico para explicar los fenómenos eléctricos. Él pensaba que al frotarse los cuerpos se transferían este fluido En el presente con el descubrimiento del electrón se conoce que la sustancia transferida no era tal un fluido sino electrones.
TEORÍA ATÓMICA TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Cuando un átomo gana electrones se dice que está cargado negativamente y cuando pierde electronesse dice que está cargado positivamente. A un átomo cargado se le llama ión.
CUANTIZACIÓN DELA CARGA Los cuerpos solo adquieren cargas que son múltiplos enteros de la carga del electrón o del protón, La cuantización de la carga eléctrica se puede expresar matemáticamente señalando que la carga q de todo cuerpo es igual a n= entero positivo o negativo
Ejemplo 1:¿Cuántos electrones se necesitan para tener una carga de 2,0 C? Ejemplo 2:¿Que carga neta tendrá un objeto con 3 millónes de electrones de exceso. Ejemplo 3:Si usted camina sobre una alfombra adquiere una carga negativa neta de 50C. ¿Cuántos electrones tiene?
TRANSFERENCIA DE CARGA Polarización Carga por Fricción Carga por inducción Carga por Contacto
CONSERVACIÓN DE LA CARGA Si se tiene una lámina de plástico y se frota con un pañuelo, el plástico se carga negativamente y el pañuelo positivamente. Las cargas se separan, pero la suma algebraica de las cargas entre los dos sigue siendo cero; esto se debe a que la cantidad de cargas que cede un cuerpo es la que se adquiere el otro y viceversa. De esta simple experiencia podemos concluir que en los sistemas cerrados, la carga total del sistema siempre se conserva
ELECTROESCOPIO Instrumento para medir la carga eléctrica de un cuerpo
CONDUCTORES , AISLANTES Y SEMICONDUCTORES Por su naturaleza eléctrica, los cuerpos físicos se clasifican en conductores, que transmiten la electricidad fácilmente, y aislantes, que oponen una resistencia elevada a su paso. Los semiconductores presentan una conductividad intermedia entre estas dos clases
LEY DE COULOMB El físico francés Charles Coulombestudio los efectoscuantitativos de lasfuerzaseléctricasutilizandosubalanza de torsión, queélmismocreó, con la quepodíamedir la variación de la fuerza con respecto a la separaciónr entre dos objetos y la cantidad de cargaq
PROPIEDADES • Es inversamente proporcional al cuadradode la separación entre las dos partículas. • Es proporcional al producto de las magnitudes de las cargas q1 y q2 en las dos partículas. • Es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión si las cargas tienen el mismo signo.
ECUACIÓN MATEMÁTICA A partir de los experimentos, la constante de Coulomb en el SI tiene un valor de: k = 8, 9875 x 109N m2/C2 = 9,0 x Si existen varias cargas, la fuerza resultante en cualquiera de ellas será la suma vectorial de las fuerzas que producen las demás cargas. Lo que se conoce como principio de superposición, y se basa en la experimentación indicándonos que los vectores de fuerza eléctrica se suman como cualquier otra cantidad vectorial
Ejemplo 1. Determine la fuerza eléctrica entre dos electrones que se encuentran separados una distancia de 30 cm.