4. La carga eléctrica es la cantidad de electricidad acumulada en un cuerpo.
5. El átomo es la partícula mas pequeña que puede existir de un elemento o una sustancia. Los átomos se constituyen por protones, neutrones, electrones y otras partículas mas pequeñas
6. Los átomos son eléctricamente neutros porque tienen el mismo numero de protones y de electrones, pero es muy frecuente que un átomo pierda electrones quedando cargado positivamente o que gane electrones con carga eléctrica negativa.
7. Cuando un átomo o molécula gana o cede electrones recibe el nombre de ion, y será ion positivo o negativo, respectivamente. Por lo tanto, diremos: Si un cuerpo pierde electrones adquiere carga positiva . Si un cuerpo gana electrones adquiere carga negativa .
8. Benjamín Franklin pensó que todos los cuerpos contenían una cantidad especifica de fluido eléctrico que servia para mantenerlos en un estado sin carga o neutro . Cuando dos sustancias se frotaban entre si, el supuso que una acumulaba el exceso de fluido y se cargaba positivamente en tanto que la otra perdía fluido y se cargaba negativamente.
9. Ahora se sabe que lo que las sustancias transfieren no es un fluido sino cantidades muy pequeñas de electricidad negativa llamadas electrones .
10. La teoría atómica moderna de la materia sostiene que todas las sustancias están constituidas por átomos y moléculas . Cada átomo tiene un núcleo central cargado positivamente, rodeado por una nube de electrones cargados negativamente. El núcleo consta de cierto numero de protones, cada uno con una sola unidad natural de carga positiva, y (excepto el hidrogeno) uno o mas neutrones.
11. Como sugiere el nombre un neutron es una partícula eléctricamente neutra. Normalmente un átomo de materia esta en un estado neutro o sin carga debido a que contiene en su núcleo de mismo numero de protones que de electrones que lo rodean.
12. Si por alguna razón un átomo neutro pierde uno o mas de sus electrones exteriores, el átomo adquiere una carga positiva neta y se denomina ion positivo. Un ion negativo es un átomo que ha ganado una o mas cargas (electrones) adicionales.
13. Las cargas eléctricas negativas están en la capa exterior del átomo, mientras que las positivas se localizan en el interior.
14. Al exceso de electrones en un cuerpo se le identifica como carga negativa y al déficit de electrones se le llama carga positiva .
15. Hace mas de 2 000 años, los griegos descubrieron que el ámbar al ser frotado con una tela atrae objetos livianos como plumas, polvo, trozos de paja, pequeñas semillas, etc. Se descubrió que dos varillas después de ser frotados se repelen.
16. Pero fue casi 2000 años después que William Gilbert , medico de la corte inglesa durante el reinado de Isabel I, fue un excelente experimentalista y reconocido científico. En 1600 publico un tratado sobre el imán (De Magnete). En este, Gilbert explica que el magnetismo de la Tierra se comporta como el de un gran imán esférico.
17. El cuerpo humano es relativamente un buen conductor de la electricidad , esto fue demostrado por Stephen Gray en el siglo XVIII ya que aisló el cuerpo de un muchacho, colgándolo con cuerdas de seda, y le acerco a los pies un tubo de vidrio cargado. Las cargas inducidas atravesaron el cuerpo desde los pies y al, acercar una carga positiva, se produjo una acción inducida, detectada en la cabeza por la deflexión de una lámina de bronce.
18. La carga eléctrica de algunos cuerpos fue sugerida por Benjamín Franklin al considerar el fenómeno entre el vidrio y el ámbar: al ser frotados, el vidrio produciría una carga positiva y el ámbar una carga negativa. La carga eléctrica mas pequeña que se encuentra en la naturaleza es la del electrón o la del protón, esta acumulada en un material y en estos casos esta en reposo, es decir, no se encuentra fluyendo.
19. En 1945, E. Georg von Kleit en Alemania ideo la “botella de leyden”; En Holanda, Peter von Musschenbroek la construye y observa que se puede acumular una gran carga eléctica en un conductor si se aisla con vidrio o una capa de aire para evitar la perdida de electricidad.
20. Así podemos enunciar la ley de las atracciones y repulsiones o ley de las cargas: Cargas del mismo signo se repelen, cargas del signo contrario se atraen.
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22. La unidad para medir la carga eléctrica en el S.I. Se llama coulomb , en honor del físico francés Charles de Coulomb quien redacto las bases teóricas y experimentales de la electrostática y el electromagnetismo. El coulomb equivale a 6.25 x 10 18 electrones
23. Para generar electricidad estática se aprovechan los materiales que no son buenos conductores de electricidad, tales como: el vidrio, el plástico, el ámbar, la ebonita, la franela, la seda, la lana, el nylon , el rayón, etc.
24. Si acercas un peine de plástico o una barra del mismo material que hayan sido frotados en un trozo de franela, a una bolita de unicel que cuelga de un hilo, se observa que la bolita se acerca al plástico hasta que entran en contacto, pero después se aleja y de ahí en adelante , al acercar el plástico a la bolita, esta siempre se aleja
25. Si en lugar del plástico se usa una barra de vidrio que ha sido frotada en la franela, el fenómeno se repite , pero ocurre una cosa curiosa: la bolita es atraída por la barra de vidrio y también por el plástico después de hacer contacto con la barra de vidrio.
26. El vidrio se carga positivamente y también atrae a la esfera; pero luego, al ser cargada positivamente, también la repelara. La propiedad que adquiere el plástico es diferente de la que adquiere el vidrio. Esa propiedad es la carga eléctrica; el plástico se carga negativamente, en tanto que el vidrio lo hace positivamente.
27. El vidrio y el plástico atraen a la bolita, la cual, antes de hacer las pruebas es eléctricamente neutra, ya que tiene la misma cantidad de carga eléctrica positiva y negativa. Al acercar el plástico a la bolita, las cargas de esta se separan, acercándose las positivas al plástico y alejándose las negativas de el.
28. Al estar mas cerca las cargas positivas, se manifiesta la atracción que existe entre cargas de distinto signo; cuando se ponen en contacto, la bolita recibe parte de la carga negativa del plástico, quedando ambos con cargas negativas, por lo que de inmediato las cargas provocan repulsión y alejamiento entre el plástico y la bolita.
29. La carga electrostática se adquiere por fricción, por contacto y por inducción. POR FRICCION: Cuando su superficie se frota con otro material
30. POR CONTACTO: Un cuerpo se pone en contacto con la superficie de otro cargado eléctricamente.
31. POR INDUCCION: Un cuerpo sin carga se aproxima a otro que tiene exceso de carga.
32. Un pedazo de materia se compone de muchos átomos arreglados de una manera especifica para dicho material. Algunos materiales, principalmente los metales, tienen gran numero de electrones libres, los cuales pueden moverse por el material. Estos tienen la capacidad de transferir electrones de un objeto a otro, y se llaman conductores.
33. Un conductor es un material por el cual puede transferirse carga fácilmente. La mayor parte de los metales son buenos conductores.
34. Un aislador es un material que se resiste al flujo de carga. Ejemplos de buenos aisladores son la ebonita, plástico, mica, bakelita, azufre y aire seco. Un semiconductor es un material intermedio en su capacidad para llevar o transportar carga. Ejemplos son silicio, germanio y arseniuro de galio. La facilidad con la cual un semiconductor transporta carga puede variarse enormemente mediante la adición de impurezas o por un cambio en la temperatura.
35. ELECTROSCOPIO El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo. Un electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una bolita en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de metal en contacto con tierra.
36. Si un electroscopio se encuentra con carga negativa, tiende a acercarse a un conductor neutro, los electrones se alejan hacia el extremo opuesto al de las cargas positivas que se orientan hacia el electroscopio cargado.
37. El efecto de la polarización de las cargas en el conductor termina al retirar el cuerpo cargado. Pero si se toca el cuerpo cuando esta polarizado, parte de las cargas se transmiten y así queda cargado.
38. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electrifica y las laminillas cargadas con igual signo que el objeto se repelen, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización , vuelven a su posición normal.
39. CARGA DE UN ELECTROSCOPIO POR CONTACTO a) Barra cargada negativamente b) Barra cargada positivamente
40. Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones . Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos .
41. El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert para realizar sus experimentos con cargas electrostáticas . Actualmente este instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando paso a mejores instrumentos electrónicos.
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43. Consta de una laminilla muy delgada de oro o de estaño, unida a la barra conductora. Tanto la barra como la laminilla están protegidas de las corrientes de aire por medio de una cubierta de vidrio. La barra se ajusta por medio de una barra cilíndrica de ebonita o ámbar. Cuando se suministra cierta carga al botón o terminal del electroscopio, la repulsión entre las cargas de igual signo, son la causa de que se separa la laminilla. ELECTROSCOPIO DE PANES DE ORO
44. La electrostática se encarga solamente de cargas eléctricas en reposo (estáticas) y de los efectos de atracción y repulsión entre ellas. Todas las sustancias que al frotarse se cargan son aisladoras.
45. La interacción eléctrica se manifiesta en la realización y acción que hay entre las cargas eléctricas que tienen o adquieren los cuerpos, observándose atracciones o repulsiones de acuerdo a las cargas que estén presentes.
46. INDUCCIÓN ELECTROSTÁTICA Se llama inducción a la acción a distancia de un cuerpo cargado sobre otro que no lo esta. En la maquina de inducción se suministra una carga a una sección del aparato y esta se mueve cerca de otra sección en la que se induce una carga.
47. La carga así inducida puede almacenarse y ser trasladada, y la carga originales puede utilizar de nuevo para volver a inducir otras cargas. La maquina mas conocida de inducción es la de wimshurst, inventada por james wimshursten 1878.
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49. Benjamín Franklin Nació en 1706 en la ciudad de Boston y murió en Filadelfia en 1790. Fue un estadista y científico que favoreció la creación de diversos medios de prensa escrita.
50. En el campo científico realizo en 1752 el famoso experimento de la cometa y la llave que seria la base de pararrayos, al descubrir la existencia de cargas eléctricas en las nubes de tormenta. Desarrollo el descubrimiento realizado por el físico francés de Fay sobre la existencia de dos clases de electricidad, y afirmo que todos los cuerpos poseen normalmente cierta cantidad de fluido eléctrico. Sentó las bases para el correcto enunciado del principio de conservación de la carga eléctrica.
