Electrostática

1. I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
**** BARRANCA ****
E
LAS PALMAS
NUEVAESPERANZA
BARRANCA
FÍSICA ELEMENTAL
TEMA: ELECTROSTÁTICA
1. ELECTRIZACIÓN
Cuando frotamos un peine o regla de plástico,
ellos adquieren la propiedad de atraer cuerpos
ligeros. Así, los cuerpos con esta propiedad se
dice que se encuentran electrizados,
descubrimiento hecho por Thales de Mileto
(siglo V a. de C.) al observar que un trozo de
ámbar (sustancia resinosa que en griego se llama
electrón) frotado con piel de animal podía atraer
pequeños trozos de paja o semilla.
2. ¿POR QUÉ SE ELECTRIZA UN CUERPO?
La teoría atómica actual nos ha permitido
descubrir que cuando frotamos dos cuerpos entre
sí, uno de ellos pierde electrones y el otro los
gana. Se aprecia que estos cuerpos manifiestan
propiedades eléctricas, aunque estas no son
iguales. Si por algún medio podemos regresar los
electrones a sus antiguos dueños, en cada cuerpo
desaparecerían las propiedades eléctricas; esto se
explica porque ahora en los átomos de cada uno
el número de electrones es igual al número de
protones, y en tal estado los cuerpos son neutros.
De todo esto concluimos que: “Un cuerpo se
electriza simplemente si alteramos el número de
sus electrones”.
3. ELECTRIZACIÓN DE LOS CUERPOS
3.1. POR FROTACIÓN
Uno de los cuerpos que se frota pierde electrones
y se carga positivamente, el otro gana los
electrones y se carga negativamente.
3.2. POR CONTACTO
Cuando ponemos en contacto un conductor
cargado con otro sin cargar, existirá entre ellos
un flujo de electrones que dura hasta que se
equilibren electrostáticamente.
3.3. POR INDUCCIÓN
Cuando acercamos un cuerpo cargado llamado
inductor a un conductor llamado inducido, las
cargas atómicas de éste se reacomodan de
manera que las de signo contrario al del inductor
se sitúan lo más próximo a él.
4. ELECTROSCOPIO
El electroscopio es un
dispositivo estacionario
que permite comprobar
si un cuerpo está o no
electrizado. Si el cuerpo
lo está, las laminillas del
electroscopio se cargan
por inducción, y por ello
se separarán
5. LA CARGA ELECTRICA (Q)
Es una magnitud que caracteriza a un cuerpo por el
exceso o defecto de electrones que posee después
una interacción eléctrica con otro cuerpo.
 Si un cuerpo tiene exceso de electrones se dice
que está cargado negativamente.
 Si un cuerpo tiene defecto de electrones se dice
que está cargado positivamente.
En general los átomos están constituidos por tres
partículas estables básicas:
PARTÍCULA CARGA MASA
Electrón e-
=1,6.10-19
C me=9,11.10-21
kg
Protón e+
=1,6.10-19
C mp=1,67.10-27
kg
Neutrón eº
=0 Mn=1,67.10-27
kg
EQUIVALENCIAS:
1mC = 10-3
C
1c =10-6
C
7. PROPIEDADES DE LA CARGA ELECTRICA.
7.1. LA CARGA ESTÁ CUANTIFICADA. La
carga de un cuerpo puede ser solamente
múltiplo entero de la carga de un electrón.
Donde: Q: carga eléctrica del cuerpo
n: número entero
e: carga del electrón
7.2. LA CARGA SE CONSERVA.
La carga tota de un sistema aislado permanece
constante. Esto es “la carga no se crea ni se
destruye solo se transmite de un cuerpo a otro”
Las dos barras de plástico
se repelen entre sí
La barra de vidrio y la de
plástico se atraen entre sí
Los papeles son atraídos por
el plástico electrizado
Q =  n.e
q(inicial)= q(final)

2. 7.3. LA CARGA IN INVARIANTE.
La carga eléctrica de una partícula permanece
igual sin importar la velocidad con que se
mueve.
8. INTERACCIONES ELECTROSTÁTICAS
A. LEY CUALITATIVA
Esta ley se extrae de la misma experiencia, y
establece que: “Dos cuerpos con cargas de la
misma naturaleza (o signo) se repelen, y de
naturaleza diferente (signos diferentes) se
atraen”.
B. LEY CUANTITATIVA
La intensidad de la atracción o repulsión fue
descubierta por Charles A. Coulomb en 1780, y
establece que: “Dos cargas puntuales se atraen
o se repelen con fuerzas de igual intensidad, en
la misma recta de acción y sentidos opuestos,
cuyo valor es directamente proporcional con el
producto de las cargas e inversamente
proporcional con el cuadrado de la distancia
que los separa”.
En donde: ke tiene un valor que
depende del medio que separa a los
cuerpos cargados. Si el medio fuera el
vacío se verifica que:
Ke = 9.109 N. m2 / C2
En el S.I. q1 , q2 = coulomb (C)
d = metro
Para operar con más de una fuerza hay que
tener presentes las leyes del álgebra
vectorial ya estudiadas. Es decir, al operar la
ecuación de la ley de Coulomb, podemos
prescindir del signo de las cargas que
interactúan, indicando en su representación
vectorial si las fuerzas son de atracción o
repulsión.
UNIDADES DE MEDIDA
Cuerpo neutro
Cuerpo con
carga positiva
Cuerpo con
carga negativa
Cuerpo neutro y cuerpos cargados
F
atracción
F
F
repulsión
F
F
repulsión
F
Atracción y repulsión entre cargas eléctricas
F = ke
2
21
d
q.q
MAGNITUD UNIDADES
Q
e
n
d
Fe
carga eléctrica
carga de un electrón
número de electrones
distancia
fuerza eléctrica
coulomb
coulomb
adimensional
metro
Newton
C
C
m
N
K constante de coulomb
Newton metro cua-
drado por coulomb al
cuadrado
N.m
C
2
2
Se lo recuerda por haber descrito de manera
matemática la ley de atracción entre cargas
eléctricas. En su honor la unidad de carga
eléctrica lleva el nombre de coulomb (C)