Biografia de Charles Coulomb Campo Eléctrico Carga Eléctrica Tipos de Carga Eléctrica Ley de Coulomb Formas de Cargar un Cuerpo Ejercicios de Aplicación y Solución

1. MARIANA CARDONA BETANCUR
ISABELLA AGUIRRE MURILLO
FÍSICA
2015
ELECTRICIDAD

2. CHARLES DE COULOMB
Fue un matemático, físico e ingeniero francés.
Se le 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). Entre otras teorías y estudios
se le debe la teoría de la torsión recta y un análisis del fallo del terreno
dentro de la Mecánica de suelos.
Fue el primer científico en establecer las leyes cuantitativas de la
electrostática, además de realizar muchas investigaciones
sobre: magnetismo, fricción y electricidad.
Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias, en
las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de
la electrostática.
En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de
atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas, y
estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este
invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que
rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido
como ley de Coulomb. Coulomb también estudió la electrización por
frotamiento y la polarización, de él introdujo el concepto de momento
magnético. El culombio o coulomb (símbolo C), es la unidad derivada
del Sistema Internacional de Unidades para la medida de la magnitud
física cantidad de electricidad (carga eléctrica).

3. CAMPO ELECTRICO
• Es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción
entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un
campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una
fuerza eléctrica 𝑭 dada por la siguiente ecuación:
• 𝐹 = 𝑞𝐸
• 𝐸 =
𝐹
𝑞
• 𝐸 = 𝐸1 + 𝐸2 + 𝐸3
• 𝐸 = 𝐾
𝑄
𝑑2
• UNIDADES
• NEWTON (N) COULOMBS (C)

4. CARGA ELECTRICA
• 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.
UNIDADES
En el Sistema Internacional de
Unidades la unidad de carga eléctrica
se denomina culombio o coulomb
(símbolo C). Se define como la
cantidad de carga que pasa por la
sección transversal de un conductor
eléctrico en un segundo, cuando
la corriente eléctrica es de
un amperio, y se corresponde con la
carga de 6,241 509 × electrones
aproximadamente.

5. TIPOS DE CARGAS ELECTRICAS
• Cargas positivas y negativas
Existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas.
• Positivas: en este caso la carga de protones será mayor a la de electrones, o bien el objeto estará únicamente
cargado por protones. Otra forma en la que se puede encontrar descripta es cuando la carga total de un cuerpo es
positiva. En este caso debe realizarse una resta entre el número de protones existentes y el número de electrones
encontrados, donde para pertenecer a este grupo el resultado debería ser positivo.
Por ejemplo si un átomo tiene los siguientes componentes eléctricos:
+ + – + – – – + + + +
Debería realizarse la siguiente resta: 7 (positivos) – 4 (negativos), y el resultado sería igual a +3.
• Negativas: por el contrario, se trata de la materia que posea mayor cantidad de electrones que de protones, o que
contenga solamente electrones. En este caso, la otra explicación posible seria exactamente inversa a la anterior,
por lo que la diferencia entre la cantidad de protones y electrones hallados en el cuerpo debería dar un resultado
negativo. Por lo que el ejemplo en este caso sería, con la siguiente carga eléctrica:
+ + – + – – – – +
La resta seria: 4 (positivos) – 5 (negativos), lo cual daría por resultado – 1.
Por otra parte, una vez sabida esta clasificación, es importante destacar la existencia de dos leyes por las cuales se
rigen las cargas y sus combinaciones en un cuerpo. En primer término se establece que: cargas
iguales se repelen, es decir, si dos cuerpos tienen cargas iguales (tanto sean positivas o negativas) se repelen por lo que
será imposible que se de su unión. La segunda ley establece que: cargas opuestas se atraen, por lo que en el caso de
encontrarse un cuerpo con carga positiva y otro de carga negativa, su unión seria inmediata.

6. LEY DE COULOMB
• La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas
puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas
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.

7. FORMAS DE CARGAR UN CUERPO
• Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas,
normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro. Los tipos de
electrificación son los siguientes:
• Electrización por contacto: Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un conductor
se puede dar una transferencia de carga de un cuerpo al otro y así el conductor queda
cargado, positivamente si cedió electrones o negativamente si los ganó.
• Electrización por fricción: Cuando frotamos un aislante con cierto tipo de materiales, algunos
electrones son transferidos del aislante al otro material o viceversa, de modo que cuando se
separan ambos cuerpos quedan con cargas opuestas.
• Carga por inducción: Si acercamos un cuerpo cargado negativamente a un conductor aislado,
la fuerza de repulsión entre el cuerpo cargado y los electrones de valencia en la superficie del
conductor hace que estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo
cargado, quedando la región más cercana con una carga positiva, lo que se nota al haber una
atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin embargo, la carga neta del
conductor sigue siendo cero (neutro).
• Carga por el Efecto Fotoeléctrico: Sucede cuando se liberan electrones en la superficie de un
conductor al ser irradiado por luz u otra radiación electromagnética.
• Carga por Electrólisis: Descomposición química de una sustancia, producida por el paso de
una corriente eléctrica continua.
• Carga por Efecto Termoeléctrico: Significa producir electricidad por la acción del calor.

10. EJERCICIOS LEY DE COULOMB
• Una carga de 3×10^-6 C se encuentra 2 m de una carga de -8×10^-6 C, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza
de atracción entre las cargas?
• SOLUCIÓN
• Para darle solución al ejercicio, debemos de obtener los datos para poder resolverlo de manera directa,
puesto que tenemos todo lo que necesitamos.
𝑞1 = 3𝑥10−6
C
𝑞2 = −8𝑥10−6
C
𝛿 = 2𝑚
𝐾 = 9𝑥109 𝑁𝑚2
𝐶2
• Aplicando la fórmula de la ley de coulomb
• Sustituimos

11. • Una carga de -5×10^-7 C ejerce una fuerza a otra carga de 0.237 N a una distancia de 3.5 metro, ¿cuál es
el valor de la segunda carga?
• SOLUCIÓN
• En este caso, tenemos una incógnita diferente al primer ejercicio, puesto que ahora nos piden hallar el
valor de la segunda carga, esto lo haremos despejando en nuestra fórmula, asumiendo lo siguiente:
𝑞1 = −5𝑥10−7
C
𝑞2 =?
𝛿 = 3,5𝑚
𝐹 = 𝑂, 237𝑁
• Despejaremos la primera fórmula, para obtener
• Ahora vamos a sustituir nuestros datos