Este documento describe el descubrimiento y propiedades de las cargas eléctricas. Explica que los átomos pueden tener cargas positivas o negativas dependiendo de si tienen un exceso o déficit de electrones. También describe la ley de Coulomb sobre la fuerza entre cargas eléctricas y cómo depende de los valores y distancia entre las cargas. Finalmente, presenta ejemplos numéricos sobre cómo calcular la fuerza entre dos cargas.

1. Cargas eléctricas
Prof. Arturo Blanco

2. ELECTRICIDAD
CUALIDAD DE LOS ÁTOMOS DE
FACILITAR EL FLUJO DE PARTÍCULAS
NEGATIVAS.

3. DESCUBRIMIENTO DE
LAS CARGAS
ELÉCTRICAS

4. TALES DE MILETO
(640-547 a.C)
demostró que al frotar
un trozo de ámbar éste
atraía trozos de material
ligero.
La palabra eléctrico deriva
de elektron que significa
ámbar.

5. WILLIAM GILBERT
(1544 - 1603)
dió el nombre de eléctricos
a materiales que al ser
frotados, poseían poder de
atracción.

6. CHARLES DU FAY
(1698 - 1738) estudió
las interacciones
repulsivas de la
electricidad.

7. BENJAMÍN FRANKLING
(1706 - 1790)
propuso que había un
fluido eléctrico llamó
positivo. Su deficiencia
provocaba electrización
negativa.

8. PROPIEDADES DE LAS
CARGAS
•
•
•
•
•
SON + O –
LOS OBJETOS PUEDEN CARGARSE
LA CARGA ELEMENTAL ES DEL eSE MIDE EN COULOMBS (C)
CARGAS IGUALES SE REPELEN y
diferentes SE ATRAEN

9. PROPIEDADES DE LAS
CARGAS
• POSITIVA SE DA AL FROTAR VIDRIO
CON SEDA.
• NEGATIVA SE DA AL FROTAR
PLÁSTICO CON LANA O PIEL.
• LA CARGA NO SE CREA NI SE
DESTRUYE SÓLO SE CONSERVA
• SÓLO SE PUEDEN TRANSFERIR
CARGAS – DE UN CUERPO A OTRO

10. Principio de Conservación de la
carga eléctrica
La cantidad de carga eléctrica de un
sistema aislado es constante.
El cuerpo redistribuye sus cargas pero no
crea o destruye las cargas.

11. Electroscopio
Instrumento con el cuál se detecta la
polarización, o carga eléctrica de un
cuerpo.

12. TIPOS DE MATERIALES
SEGÚN SU CONDUCCIÓN
ELÉCTRICA

13. CONDUCTORES
Materiales en los cuáles las cargas o
electrones fluyen en su interior y se
distribuyen libremente.
Ejemplos: metales, cuerpo humano.

14. SUPERCONDUCTORES
Metales en temperaturas cercanas del
cero absoluto.

15. AISLANTES O
DIELÉCTRICOS
Conocidos como malos conductores o
materiales dieléctricos.
En ellos los núcleos atómicos no permiten
que los electrones fluyan en su interior,
por lo que sólo se distribuyen.

16. Semiconductores
Presentan oposición intermedia entre
aislantes y conductores, son la base de
los transistores electrónicos.
Ejemplos: Si, Ge, Se, Cu2O, PbS.

17. TIPOS DE CARGAS
Contacto:
•
Un cuerpo poniéndolo en contacto
con otro previamente energizado.
•
En este caso, ambos quedarán
cargados con carga del mismo signo.

18. TIPOS DE CARGAS
Inducción:
• La inducción es un proceso de carga de un
objeto sin contacto directo.

19. TIPOS DE CARGAS
Frotamiento:
Se caracteriza por producir cuerpos
electrizados con cargas opuestas.
Esto ocurre debido a que los materiales
frotados tienen diferente capacidad para
retener y entregar electrones y cada vez
que se tocan, algunos electrones saltan
de una superficie a otra.

20. EL RELÁMPAGO
¿CÓMO SUCEDE?

25. Fuerza entre cargas eléctricas
Ley de Coulomb:
1)
Las fuerzas eléctricas
dependen de los valores
de las cargas. Entre
mayor carga más se
repelen o atraen.
2)
Las fuerzas eléctricas
dependen de la distancia
que separa las cargas, si
la distancia aumenta la
fuerza disminuye.
Charles Coulomb
(1736- 1806)

26. Fuerza eléctrica
• La cantidad física se representa con F.
• Su unidad es el coulomb o columbio.
• La carga eléctrica se representa con la
letra q.
• Carga del electrón: qe: 1,6x10-19 C.

27. Fórmula de fuerza eléctrica
F=
𝑲𝒒 𝟏 𝒒 𝟐
2
𝒓
9 Nm
K= 9x10
2
C
2

28. Fuerza en material diferente al
vacío
K= 9٠109 Nm2/C2 / Kd
Valores para Kd
Vacío, aire : 1
Vidrio:
4,5
Aceite:
4,6
Mica:
5,4
Agua:
81

29. Ejemplo 1
¿Cuál es la fuerza de repulsión
eléctrica que existe entre dos
electrones separados 1mm?

30. Ejemplo 2
Dos cargas eléctricas iguales están
separadas 1m y se repelen con
una fuerza de 5x10-25N. ¿Cuál es
la magnitud de cada carga?

31. Ejemplo 3
Dos cargas de 4x10-6C y 1x10-7C
respectivamente, experimentan una fuerza
de repulsión cuya magnitud es de 4x10-4N.
¿Cuál es la distancia que existe entre
ambas cargas?

32. Práctica
1. Dos cargas de igual magnitud se atraen con una
fuerza electrostática de 7,3x104N y se
encuentran separadas 5,1x10-1m. ¿Cuál es el
valor de cada carga? R/1,4x10-3C
2. Dos cargas iguales, cada una de 3x10-18C, se
repelen con una fuerza de 6x10-9N. ¿Cuál es la
distancia que las separa? R/3,7x10-9m
3. Entre dos cargas, la primera con una magnitud
de 1,11x10-18C y la segunda con 1,44x10-18C,
hay una separación de 1,9x10-2m. ¿Cuál es la
magnitud de la fuerza que se produce?
R/3,98x10-23N

33. 4. ¿Cuál es el valor de a segunda carga, si
la fuerza entre esta carga y la primera
carga es der 1,86x10-12N; cuando esa
carga tiene 3,36x10-11C de magnitud y la
distancia que separa a ambas es dee
3x10-3m? R/5,5x10-17C
5. Una partícula de carga desconocida está
separada 9,3x10-2m de otra carga de
3,9x10-7C. Si la fuerza electrostática entre
las partículas es de 1,11x10-2N. ¿Cuál es
la magnitud de la primera carga?
R/2,7x10-8C

34. 6. Complete el siguiente cuadro
FUERZA
CARGA 1
CARGA 2
DISTANCIA
6,3X10-6C
6,3X10-6C
1,23X10-1m
4X10-10C
6,73X10-4C
20cm
3,4X10-1N
6X10-9C
3,12X10-5C
9,9X109Nm2/C2
5N
3X10-8C
9,01X10-7C
9,9X109Nm2/C2
1,3X10-2N
2,3X10-13C
7,45X10-1N
1,25X10-3N
Carga del e-
2mm
Carga del e-
CONSTANTE
9,9X109Nm2/C2
9,9X109Nm2/C2
9,9X109Nm2/C2
9,9X109Nm2/C2
6,8nm
9,9X109Nm2/C2