República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
U. E. Colegio “Padre Alcalá”
Cumaná – Estado Sucre
Cargas
Eléctricas
Profesora: Elaborado por:
Alejandra Rodríguez Nardys Rengel #28
Luis Cortez# 04
5to año, sección “B”

Cumaná, Noviembre 2016
1.- La carga eléctrica
Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta
mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos
electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos
electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción
electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones
fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es
una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones
Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico,
la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las
cargas positivas y negativas no varía en el tiempo. La carga eléctrica es de naturaleza discreta,
fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los
electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga
positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se
los ha podido observar libres en la naturaleza
2.- Propiedades de la carga eléctrica
En el apartado anterior has visto que, al electrizar un cuerpo, este adquiere carga eléctrica y
que es una propiedad en cierto modo comparable a la masa de un cuerpo.
Sin embargo, al contrario que ocurre con la interacción gravitatoria entre masas, que siempre
es atractiva, la interacción eléctrica entre cargas puede ser atractiva o repulsiva. De este hecho
experimental se deduce que la carga eléctrica puede ser de dos tipos opuestos, que se
denominan carga positiva y carga negativa.
El fenómeno de atracción o repulsión entre cargas eléctricas corresponde a una interacción
entre ellas, que resulta ser una fuerza del tipo electromagnético. La interacción de las cargas
con un campo electromagnético es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza
junto con la interacción gravitatoria, que ya estudiaste en el tema anterior, y las interacciones
nuclear débil y nuclear fuerte responsables de algunas desintegraciones nucleares y la
cohesión del núcleo atómico respectivamente.
En esta unidad nos centraremos en la interacción electrostática entre cargas en reposo y el
campo eléctrico que producen, dejando el campo magnético y la interacción entre cargas en
movimiento para la unidad 4.
Aparte de la existencia de dos tipos opuestos de carga, otra propiedad de la carga es que está
"cuantizada", término hoy en desuso que se utiliza para indicar que el valor de alguna
magnitud es múltiplo entero de un valor mínimo denominado "cuanto". En el caso de la carga
eléctrica de un cuerpo significa que sólo puede tomar un valor que sea un múltiplo entero de

la carga elemental, la mínima que se ha detectado en la naturaleza y que se corresponde con
la carga del electrón (e).
3.- Conductores y Aislantes eléctricos
Los materiales conductores y aislantes de la energía eléctrica, se caracterizan por el
movimiento de electrones libres en sus átomos.
De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados experimentales),
los átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente, alrededor
del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas cargas negativas, los
electrones, son indivisibles e idénticas para toda la materia.
En los elementos llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente
de un átomo a otro cuando se aplica una diferencia de potencial (o tensión eléctrica) entre los
extremos del conductor.
A este movimiento de electrones es a lo que se llama corriente eléctrica. Algunos materiales,
principalmente los metales, tienen un gran número de electrones libres que pueden moverse
a través del material. Estos materiales tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a
otro estos son los antes mencionados conductores.
Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata (es el más
conductor), el cobre, el aluminio, etc.
Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes
conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones
eléctricas (aislamiento protector).
La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy
grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres.
Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden
deducirse las demás características necesarias.
En los materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones están
sólidamente unidos al núcleo y es difícil arrancarlos de átomo.
Por este motivo, comparándolos con los conductores, se requiere una diferencia de potencial
relativamente alta para separar algunos electrones del átomo, y la corriente que se obtiene es
prácticamente nula.
Este es un material que se resiste al flujo de carga, algunos ejemplos de aislante son la
ebonita, el plástico la mica, la baquelita, el azufre y el aire; Buenos aislantes ó no conductores,
son: los aceites, el vidrio, la seda, el papel, algodón, etc.

- MATERIALES CONDUCTORES DE LA CORRIENTE:
COBRE
ALUMINIO
AIRE IONIZADO
AGUA
- MATERIALES AILADORES DE LA CORRIENTE:
PORCELANA
VIDRIO
AIRE
EXAFLUORURO DE AZUFRE
4.- Formas de cargar un cuerpo
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 cómo 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 de
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.
FROTAMIENTO

Al frotar dos cuerpos uno con el otro, ambos se electrizan uno positiva y el otro
negativamente, las cargas no se crean ni se destruyen, sino que solamente se trasladan de un
cuerpo a otro o de un lugar a otro en el interior de un cuerpo dado.
El elemento mal conductor es el que adquiere carga positiva. Los elementos buenos
conductores reciben con facilidad los electrones, por ello se cargan negativamente.
Creamos electricidad estática, cuando frotamos una lapicera con nuestra ropa y
comprobamos la capacidad que tiene de atraer pequeños trozos de papel. Lo mismo suceder
cuando frotamos vidrio con seda o ámbar con lana.
CONTACTO
La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas
negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes
átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación
del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo
cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en
realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo
sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso
de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno
a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.
INDUCCIÓN
La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a
que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro
neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada
negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los
electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas
inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable
se aleja suficientemente del cuerpo neutro.
Efecto Fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre
él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen
en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:
 Fotoconductividad: Es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en
diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia
la mitad del siglo XIX.
 Efecto fotovolcánico: Transformación parcial de la energía lumínica en energía
eléctrica.
Efecto Termoiónico

La emisión termoiónica es un fenómeno que se da en los metales. En los átomos de éstos,
existen electrones con un movimiento arbitrario, y cuya velocidad depende de la temperatura.
Conforme aumenta la temperatura, crece su velocidad, pudiendo abandonar la superficie
metálica.
A medida que los electrones abandonan el cátodo, forman una "nube electrónica", similar a
las moléculas que forman un gas y cuya carga neta es negativa, puesto que está formada por
electrones. El emisor de estos electrones es el cátodo, que se calienta mediante una resistencia
o filamento de tungsteno puro, toreado o recubierto de una capa de óxido de bario. El
filamento se calienta haciendo pasar una corriente (la corriente de caldeo). Si ahora
aplicamos una tensión entre ánodo y cátodo (Vak) siendo el ánodo más positivo, se produce
una corriente eléctrica al ser los electrones atraídos por el ánodo, que está a potencial positivo.
A esta corriente se le llama corriente de placa. Si se aumenta la tensión (Vak), se produce un
aumento de la corriente de placa (Ia), hasta alcanzar el valor de saturación (Is), en el que la
corriente no aumenta por mucho de subamos la tensión aplicada. Esto es debido a que la
placa recoge todos los electrones que emite el cátodo, y no puede aumentar la corriente a
menos que aumentásemos la emisión de electrones subiendo la temperatura de caldeo. La
corriente de saturación (Is) depende entonces del número de electrones que emita el cátodo.
Existen dos tipos de cátodo atendiendo al modo en que se calienta.
Cátodo de caldeo directo, el emisor es un simple filamento de tungsteno.
Cátodo de caldeo indirecto. El filamento está recubierto de óxido de bario e introducido en
un pequeño cilindro de níquel; el filamento y el cilindro están eléctricamente aislados del
núcleo atómico respectivamente.
En esta unidad nos centraremos en la interacción electrostática entre cargas en reposo y el
campo eléctrico que producen, dejando el campo magnético y la interacción entre cargas en
movimiento para la unidad 4.
Aparte de la existencia de dos tipos opuestos de carga, otra propiedad de la carga es que está
"cuantizada", término hoy en desuso que se utiliza para indicar que el valor de alguna
magnitud es múltiplo entero de un valor mínimo denominado "cuanto". En el caso de la carga
eléctrica de un cuerpo significa que sólo puede tomar un valor que sea un múltiplo entero de
la carga elemental, la mínima que se ha detectado en la naturaleza y que se corresponde con
la carga
5.- Unidades de las cargas eléctricas
Sistema MKS racionalizado Carga en Coulomb
 Metro – Kilogramo – Segundo
𝐹⃗=
𝐾𝑞1 𝑞2 𝑟̂12
𝑟2
 Carga en Coulomb, distancia en metros, fija el valor de k , también se puede escribir:

𝐹⃗=
𝑞1 𝑞2 𝑟̂12
𝑟12
 Potencial eléctrico se mide en Volts (V), y el campo en V/m.
 Unidades de corriente: Ampere (A)= Coulomb/s
 A partir de la fuerza entre dos conductores:
𝐹⃗ = (
𝜇0
4𝜋
)
2 𝐼2
𝑟
→
( 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒2)
(𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠)
(𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛/𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠)
 Definición del campo magnético B. (densidad de flujo magnético W/m 2, Weber/m
2 o Tesla).
𝐹⃗ = 𝑞𝐸⃗⃗ + 𝑞𝑣⃗ ∗ 𝐵⃗⃗
Sistema MKSA (MKS Ampere)
Unidades CGS
 Unidades básicas: cm, g, s. Energía: ergios. Fuerza: dyna
 Para las unidades eléctricas del sistema CGS existen dos sistemas:
 emu (Electro-magnetic unit)
 Esu (Electrostatic Units).
 La razón para esta duplicidad es que ambos sistemas crecieron independientemente,
con unidades propias.
 Existe el sistema mixto gaussiano que mezcla ambas unidades.
 Se habla de tantas unidades esu de cargas, o bien tantas unidades emu de corriente.
 Estas unidades poseen nombres: statcoulomb, statamp, statvolt, statcoulomb (esu) y
abampere, abcoulomb, abohm (emu)
Sistema CGS ESU
 Unidades CGS esu parten de la ecuación de coulomb.
 Las unidades de carga se obtienen dimensionalmente.
 Se supone que la constante dieléctrica es 𝜀 = 1, no tiene unidades. E y D son iguales
en el vacío.
𝐹 =
𝑄1 𝑄2
𝑟2
[ 𝑄] = 𝑀
1
2⁄
𝐿
3
2⁄
𝑇−1
 Unidades CGS emu parten de la ecuación de Ampere.
 Se supone que la permeabilidad magnética es 𝜇 = 1, no tiene unidades.
 B y H son iguales en el vacío.
𝑓 = (
𝜇0
4𝜋
)
2 𝐼2
𝑟
 Una unidad CGS esu de carga (statcoulomb) es una carga que colocada a 1 cm de otra
idéntica será repelida por una fuerza de 1 dyna.
Sistema CGS EMU

 Una unidad emu de fuerza de un polo magnético es la que posee un polo que colocado
a una distancia de un cm provoca una fuerza de una dyna.
 Supone que la fuerza sigue una ley inversa del cuadrado de la distancia.
 Si un polo posee una intensidad de m emu y está sumergido en un campo H entonces
recibe una fuerza F = mH.
 Si un polo de 1 emu sumergido en un campo magnético recibe una fuerza de una
dyna, entonces la intensidad del campo es de 1 Oersted.
 El factor de conversión al MKS es: 1 𝑂𝑒 =
250
𝜋
𝐴 𝑚−1
 Lo más arrevesado llega recién ahora: la definición de corriente.
 Una emu de corriente (1 abampere) es la corriente estacionaria que fluyendo en un
arco de circunferencia de longitud 1 cm, con un radio de 1 cm provoca en el centro
del círculo un campo de 1 Oersted.
 Consecuentemente si una corriente de I abampere fluye en un círculo de radio a cm,
generará en el centro del mismo un campo: 𝐻 =
2𝜋𝐼
𝑎
Oe
La conversión entre corriente en emu (abamp) y amper es: 1 emu= 10 A
 Si uno tiene un solenoide, usando la ley de Ampere puede calcular el campo en el
interior: H = 4𝜋nI
 Si al solenoide lo envolvemos con una segunda bobina, y hacemos variar la corriente,
entonces: dH/dt=4𝜋n dI/dt
 Generará una variación de flujo: A.dH/dt
 Al incorporar un núcleo en el solenoide la variación y la fem inducida se multiplica
por un factor k
Campo magnético en CGS
 Inducción magnética B: Gauss (dina/ues)
 Flujo magnético: Gauss/cm2
 A partir de la ecuación de la corriente, con 𝜇0 =4 se define la unidad de carga
 La unidad de corriente es el ab-ampere (emu - Electro- magnetic unit).
 El resto de las unidades eléctricas se derivan a partir de estas.
 Para la carga se tiene las unidades esu (Electrostatic Units).
 Para el potencial eléctrico el stat-Volt (erg/ues) y para el campo eléctrico stat-Volt/cm
𝑓 = (
𝜇0
4𝜋
)
2𝐼2
𝑟
6. Transformaciones de las unidades de cargas eléctricas
Unidades eléctricas de intensidad, tensión y resistencia

Corriente eléctrica, es el movimiento o paso de electricidad a lo largo del circuito eléctrico
desde el generador de electricidad hasta el aparato donde se va a utilizar, que llamaremos
receptor, a través de los conductores. Para que se origine la corriente eléctrica es necesario
que en el generador se produzca una fuerza electromotriz que cree una diferencia de potencial
entre los terminales o polos del generador.
A esta diferencia de potencial se le llama tensión o voltaje y se mide en VOLTIOS (V).
La cantidad de electricidad que pasa por un conductor en un segundo se llama intensidad de
la corriente y se mide en AMPERIOS (A).
La dificultad que ofrece el conductor al paso de una corriente eléctrica se llama resistencia
eléctrica y se mide en OHMIOS (W).
Así pues, tras definir estas magnitudes podemos relacionarlas por medio de la llamada LEY
DE OHM, que nos dice que la intensidad es directamente proporcional a la tensión o voltaje
e inversamente proporcional a la resistencia. Es decir que la intensidad crece cuando aumenta
la tensión y disminuye cuando crece la resistencia.
Esto se expresa de la siguiente forma:
o Intensidad =
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
=
𝐸
𝑅
ó
𝑉
𝑅
De donde: E ó V = I * R y R = E / I
Sus unidades serán:
 1 Amperio = 1 Voltio / 1 Ohmio
 1 Voltio = 1 Amperio * 1 Ohmio
 1 Ohmio = 1 Voltio / 1 Amperio
La unidad de intensidad es el Amperio (A), nombre dado en honor del físico francés Ampere,
como en electrónica esta es una unidad muy grande para las corrientes que normalmente se
controlan, definiremos sus submúltiplos más empleados:
 1 MILIAMPERIO = 10−3
Amperios
 1 MICROAMPERIO = 10−6
Amperios
 1 A = 1.000 mA = 1.000.000 Ua
La unidad que nos mide la diferencia de potencial o tensión es el VOLTIO (V) llamado así
en honor al físico italiano Volta, que descubrió la pila eléctrica. Para grandes potenciales se
emplea el KILOVOLTIO y en los pequeños el MILIVOLTIO.
 1 KILOVOLTIO = 103
Voltios
 1 MILIVOLTIO = 10−3
Voltios
 1 V = 0.001 KV = 1.000 mV
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el OHMIO (W), nombre dado en honor del
físico alemán Ohm. Al ser una pequeña cantidad se emplean sus múltiplos:

 1 KILOOHMIO = 103 Ohmios
 1 MEGAOHMIO = 106 Ohmios
 1 OHMIO = 0.001 K = 0.000001 M
Unidades eléctricas de potencia
La electricidad puede producir energía de diferentes tipos, siendo la cantidad que produce
por unidad de tiempo, que suele ser el segundo, lo que se llama potencia.
La unidad fundamental que mide la potencia desarrollada por un elemento es el VATIO (W).
El vatio (W) es la potencia que consume un elemento al que se le ha aplicado una tensión de
un voltio y circula por él una intensidad de un amperio.
W = A * V y W = E * I
A = Amperios
V = Voltios
 Como múltiplo más usual se emplea el: 1 KILOVATIO = 103 VATIOS
 Como submúltiplo se utiliza el: 1 MILIVATIO = 10-3 VATIOS
 Por lo tanto: 1 W = 1.000 mW = 0.001 Kw
Unidades eléctricas de capacidad
Un condensador es el conjunto formado por dos placas metálicas paralelas (armaduras)
separadas entre sí por una sustancia aislante (dieléctrico).
Aplicando una tensión a las placas del condensador, esta hará pasar los electrones de una
armadura a otra, cargando el condensador.
La relación entre la carga eléctrica que adquieren las armaduras del condensador y el voltaje
aplicado se denomina capacidad.
CAPACIDAD = CARGA / VOLTAJE
 Siendo sus unidades:
Q = Culombios (1 Culombio = 1 Amperio / 1 Segundo)
V = Voltios
C = Faradios (F), siendo esta la unidad fundamental de capacidad.
 Por ser muy grande esta unidad para las capacidades normales empleadas se utilizan
sus submúltiplos:
1 MICROFARADIO = 10-6 FARADIOS
1 NANOFARADIO = 10-9 FARADIOS
1 PICOFARADIO = 10-12 FARADIOS
Unidades de inducción
Además de las resistencias, los componentes reactivos, o sea, las bobinas y los
condensadores, también se oponen a las corrientes en los circuitos de corriente alterna.
La INDUCTANCIA (L) es la característica o propiedad que tiene una bobina de oponerse a
los cambios de la corriente.

La cantidad de oposición que presenta una inductancia se llama reactancia inductiva y se
mide en ohmios.
La unidad de inductancia es el Henrio (H). Por ser una unidad muy grande, para las medidas
usuales se emplean sus submúltiplos:
1 MILIHENRIO = 1 mH = 10-3 H
1 MICROHENRIO = 1 uH = 10-6 H
7. Ley de Coulomb
La Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales,
constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después,
pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del
espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una idealización, pero constituye una
buena aproximación cuando estamos estudiando la interacción entre cuerpos cargados
eléctricamente cuyas dimensiones son muy pequeñas en comparación con la distancia que
existen entre ellos.
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es
proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión
si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario".
Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos:
a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que
éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática);
b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es
decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo
y dirección, pero de sentido contrario:
Fq 1 → q 2 = −Fq 2 → q 1 ;
En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las
dos cargas puntuales q 1 y q 2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia r y se expresa
en forma de ecuación como:

k es una constante conocida como constante Coulomb y las barras denotan valor absoluto.
F es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión,
dependiendo del signo que aparezca (en función de que las cargas sean positivas o negativas).
- Si las cargas son de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción
- Si las cargas son del mismo signo (– y – ó + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que
indica repulsión.