Electrostática.
Es la rama de la Física que estudia las
interacciones entre cuerpos cargados eléctricamente que se encuentran en
reposo.
Carga eléctrica.
Es aquella propiedad de determinadas partículas subatómicas que se produce cuando se relacionan unas con otras, esta interacción es electromagnética y se hace con las cargas positivas y negativas de la partícula. cualquier elemento considerado mateira tiene un conjunto de cargas, positivas, negativas y fraccionadas.
La Carga Eléctrica es una unidad del Sistema Internacional
de Unidades, se define como:
“La cantidad de carga que pasa por la sección transversal de
un determinado conductor eléctrico durante el lapso de un segundo y cuando la
corriente eléctrica es de un amperio.”
Existen dos tipos de cargas eléctricas, cargas positivas y
cargas negativas, según la Ley de Coulomb, se establece que las cargas iguales
se repelen, las cargas diferentes se atraen.
¿Como se electriza un cuerpo?
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro
previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es
decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también
queda con carga positiva.
B.- Electrizacion por frotamiento:
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de
electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el
otro con carga negativa.
Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un
traspaso de electrones del vidrio a la seda.
Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un
traspaso de electrones del paño a al lápiz.
C.- Electrizacion por inducción:
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo
que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se
establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo
neutro.
Como resultado de esta relación, la redistribución inicial
se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado
se acercan a éste.
En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta
inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado
positivamente y en otras negativamente
Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas.
Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el
cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
En términos de movimiento de electrones, cuando...
A.- Un objeto con carga positiva se conecta a tierra:
Existe un flujo de electrones de tierra hasta la carga,
carga neutra.
B.- Una esfera con carga negativa se pone en contacto con
una neutra:
Existe un flujo de electrones de la carga hacia tierra.
C.- Una barra con carga positiva se acerca a una placa
metálica neutra y aislada:
Se atraen los cuerpos.
¿Cuantos electrones tiene un coulomb?
Un coulomb es igual a aproximadamente 6.25x10^18 e-, pues la carga de un electrón es -1.6 x 10^-19 C.
Conociendo este valor bastaría con multiplicar esta cantidad de electrones por la masa de cada electrón que es igual a 9.1x10^-31 kg.
Entonces la masa de 1C es:
El coulomb es una carga que equivale a 6,3 · 10^18 electrones.
¿Como se clasifican los materiales?
Conductor:
De los metales más comúnmente utilizados como conductores se
encuentra la plata que tiene una lata conductividad, pero debido a su costo no
es practico su uso. Sin embargo es utilizada en equipos especializados tales
como satélites. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para
cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el
oro pero es muy caro, así que el metal empleado universalmente es el cobre en
forma de cables de uno o varios hilos.
Aislante:
Aislante hace referencia a cualquier material que impide la
transmisión de la energía en cualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte
de energía.
Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de
conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos
evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas
partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se
encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente
utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas.
El comportamiento de los aislantes se debe a la
barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción
que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la
electricidad a través del material.
Los semiconductores son elementos que tienen una
conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a
la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el
elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros
semiconductores son el germanio y el selenio. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican a continuación:
Elemento
|
Grupo
|
Electrones
de valencia
|
Cd
|
II B
|
2 e-
|
Al, Ga,
B, In
|
III A
|
3 e-
|
Si, Ge
|
IV A
|
4 e-
|
P, As,
Sb
|
V A
|
5 e-
|
Se, Te,
(S)
|
VI A
|
6 e-
|
Vídeo de conversiones de mili-coulomb, micro-coulomb y nano-coulomb:
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