Electroestatica
Contenido
•   Carga eléctrica
•   Estructura de la materia
•   Partículas subatómicas
•   Ion positivo
•   Ion negativo
•   Electroestática
•    Tres formas de cargar un cuerpo, ejemplos.
•   Conductor
•   Aislante
•    Ley de Coulomb
Carga Electrica

                          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
                    cargas positivas y negativas
                     presente en cierto instante
                                 no varía. Qi=Qf
                         La carga eléctrica es de
                            naturaleza discreta,
                         fenómeno demostrado
                        experimentalmente por
                                 Robert Millikan
Estructura de la Materia


                   La materia es todo aquello que tiene masa y
                          que, por lo tanto, ocupa un volumen.
                  Desde hace muchos años, una de las grandes
                       preocupaciones de los científicos ha sido
                    poder conocer la constitución de la materia
                                 para poder llegar a predecir su
                                  comportamiento. Los avances
                      experimentales y teóricos del siglo XX nos
                     han permitido conocer mejor la estructura
                                                         interna.
              Así, sabemos que toda materia está formada por
                    un conjunto de átomos que, a su vez, están
                        constituidos por las llamadas partículas
                     subatómicas, como son: los electrones, los
                                      protones y los neutrones.
Carga Electrica

                     En física, la carga eléctrica es
                        una propiedad intrínseca de
             algunas partículas subatómicas que
              se manifiesta mediante atracciones
                 y repulsiones que determinan las
                                      interacciones,
                     electromagnéticas entre ellas.
                La materia cargada eléctricamente
                         es influida por los campos
              electromagnéticos, siendo a su vez,
               generadora de ellos. La interacción
                     entre carga y campo eléctrico
                           origina una de las cuatro
                       interacciones: la interacción
             electromagnética. Desde el punto de
                vista del modelo estándar la carga
                      eléctrica es una medida de la
                     capacidad de la partícula para
                               intercambiar fotones.
Estructura de la Materia
                 Proton: es una partícula subatómica con una
                                carga eléctrica de una unidad
                          fundamental positiva, el protón y el
                      neutrón, en conjunto, se conocen como
                      nucleones, ya que conforman el núcleo
                                               de los átomos.
                   Neutrón: es un barión neutro formado por
                     dos quarks Down y un quark up. Forma,
                           junto con los protones, los núcleos
                       atómicos. Su masa es muy similar a la
                                                   del protón.
                    Electrón: es una partícula subatómica de
                             tipo fermiónico. En un átomo los
                        electrones rodean el núcleo atómico,
                            compuesto fundamentalmente de
                                        protones y neutrones.
                    Los electrones tienen una masa pequeña
                         respecto al protón, y su movimiento
                     genera corriente eléctrica en la mayoría
                                               de los metales.
Particulas Subatomicas

                   Una partícula subatómica es
                     una partícula más pequeña
                   que el átomo. Puede ser una
                       partícula elemental o una
                        compuesta, a su vez, por
                                  otras partículas
                     subatómicas, como son los
                      quarks, que componen los
                       protones y neutrones. No
                          obstante, existen otras
                          partículas subatómicas,
                         tanto compuestas como
                        elementales, que no son
                    parte del átomo, como es el
                           caso de los neutrinos y
                                         bosones
Ion Positivo
                  . Son especialmente frecuentes e
                      importantes los que forman la
                         mayor parte de los metales.
                        Son átomos que han perdido
                         electrones, como el oro son
                      átomos con una deficiencia de
                     electrones en los orbitales más
                        externos. Los elementos que
                     normalmente presentan mayor
                              facilidad para ionizarse
                         positivamente, es decir, los
                       elementos que normalmente
                    tienden a perder electrones son
                    los metales, aunque también se
                da esta cualidad en los no metales
                     y en los elementos frontera del
                                               bloque.
               El tamaño de los cationes es menor
                 que el de los átomos neutros y de
                    los aniones debido a su pérdida
                       de electrones de su capa más
                                              externa.
Ion Negativo

              Los iones negativos son electrones
                que flotan en el ambiente, listos
                 para causar una reacción entre
             diferentes componentes químicos.
                  Una función importante de los
                    iones negativos es permitir a
               nuestro cuerpo absorber oxígeno
                mientras respiramos Cuando los
                       átomos tienen un número
                    deficiente de electrones para
                 compensar la carga positiva del
                        núcleo, se les llama iones
                             negativos o aniones.
           Cuando los átomos tienen un número
                    deficiente de electrones para
                 compensar la carga positiva del
                        núcleo, se les llama iones
                             negativos o aniones.
Electroestática
        La electrostática es la rama de la física que estudia
             los efectos mutuos que se producen entre los
                    cuerpos como consecuencia de su carga
                  eléctrica, es decir, el estudio de las cargas
              eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas
                      puntuales son cuerpos cargados cuyas
              dimensiones son despreciables frente a otras
                                   dimensiones del problema.
               En física, la carga eléctrica es una propiedad
                              intrínseca de algunas partículas
                   subatómicas que se manifiesta mediante
                 atracciones y repulsiones que determinan
           las interacciones electromagnéticas entre ellas.
             La materia cargada eléctricamente es influida
            por los campos electromagnéticos, siendo a su
                                      vez, generadora de ellos
Tres Formas de Cargar
      un Cuerpo
                                  Electrización por contacto
                       Se puede cargar un cuerpo con sólo
                    tocarlo con otro previamente cargado.
                        En este caso, ambos quedan con el
                  mismo tipo de carga, es decir, si toco un
                          cuerpo neutro con otro con carga
                   positiva, el primero también queda con
                                              carga positiva.
                    Cuando un cuerpo cargado se pone en
                    contacto con otro, la carga eléctrica se
                          distribuye entre los dos y, de esta
                           manera, los dos cuerpos quedan
                      cargados con el mismo tipo de carga.
              La figura muestra un electroscopio. Al tocar
                            con un cuerpo cargado la esfera
                        superior, la carga penetra hasta las
                         láminas, éstas al adquirir la misma
                             carga se repelen y se separan.
Tres Formas de Cargar
      un Cuerpo
                            Electrización por frotamiento:
                        Al frotar dos cuerpos eléctricamente
                   neutros (número de electrones = número
                    de protones), ambos se cargan, uno con
                 carga positiva y el otro con carga negativa.
                   Si frotas una barra de vidrio con un paño
                 de seda, hay un traspaso de electrones del
                                              vidrio a la seda.
                  Si frotas un lápiz de pasta con un paño de
                     lana, hay un traspaso de electrones del
                                               paño a al lápiz.
             Al frotar un cuerpo fuertemente con un paño,
                      este se carga positiva o negativamente
                    dependiendo de su tendencia a perder o
                      ganar electrones respectivamente. Por
                  ejemplo al frotar una barra de vidrio, ésta
                                   se cargará positivamente.
Tres Formas de Cargar
      un Cuerpo
                                     Electrización por inducción:
             Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer
                        a otro cuerpo que está neutro. Cuando
                 acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo
                 neutro, se establece una interacción eléctrica
              entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
                            Como resultado de esta relación, la
                redistribución inicial se ve alterada: las cargas
                       con signo opuesto a la carga del cuerpo
                                   electrizado se acercan a éste.
               En este proceso de redistribución de cargas, la
                  carga neta inicial no ha variado en el cuerpo
                   neutro, pero en algunas zonas está cargado
                      positivamente y en otras negativamente
                       Decimos entonces que aparecen cargas
                       eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo
             electrizado induce una carga con signo contrario
                    en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
Conductor
   Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy
        baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como
            el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones,
         aunque existen otros materiales no metálicos que también
               poseen la propiedad de conducir la electricidad, como
      el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo,
          el agua de mar) o cualquier material enestado de plasma.
    Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier
      instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor
         es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales
                     empleados habitualmente son el cobre (en forma
         de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si
        bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de
             la del cobre, es sin embargo un material tres veces más
            ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas
          aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de
              alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree,
                 el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin
               embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores
                 eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la
                                                              corrosión.
Aislante

 Aislante hace referencia a cualquier material que impide la
      transmisión de la energía en cualquiera de sus formas:
          con masa que impide el transporte de energía. Son
  materiales cuyo electrones se hayan fuertemente ligados
             al núcleo, impidiendo el transporte de carga con
          facilidad Los materiales empleados como aislantes
      siempre conducen algo la electricidad, pero presentan
    una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 ×
          1024veces mayor que la de los buenos conductores
       eléctricos como la plata o el cobre. Aunque no existen
        cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino
          mejores o peores conductores, son materiales muy
     utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos
      los conductores eléctricos, para mantener alejadas del
     hombre determinadas partes de los sistemas eléctricos
     que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran
                    en tensión, pueden producir una descarga
Ley de Coulomb
            En la década de 1780 el físico francés Charles Coulomb
         investigó la relación cuantitativa de las fuerzas eléctricas
           entre objetos cargados. Su ley la demostró usando una
          balanza de torsión , que él mismo inventó, identificando
          cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud
                          de las cargas y de la distancia entre ellas.

      La Ley de Coulomb expresa que: 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.
        La constante de proporcionalidad depende de la constante
             dieléctrica del medio en el que se encuentra las cargas
                 Encontró que las fuerzas de atracción (entre cargas
           opuestas) y de repulsión (entre cargas del mismo signo)
                     son proporcionales al producto de sus cargas e
          inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia
                                                      que las separa.

Electroestatica grado 9

  • 1.
  • 2.
    Contenido • Carga eléctrica • Estructura de la materia • Partículas subatómicas • Ion positivo • Ion negativo • Electroestática • Tres formas de cargar un cuerpo, ejemplos. • Conductor • Aislante • Ley de Coulomb
  • 3.
    Carga Electrica 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 cargas positivas y negativas presente en cierto instante no varía. Qi=Qf La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan
  • 4.
    Estructura de laMateria La materia es todo aquello que tiene masa y que, por lo tanto, ocupa un volumen. Desde hace muchos años, una de las grandes preocupaciones de los científicos ha sido poder conocer la constitución de la materia para poder llegar a predecir su comportamiento. Los avances experimentales y teóricos del siglo XX nos han permitido conocer mejor la estructura interna. Así, sabemos que toda materia está formada por un conjunto de átomos que, a su vez, están constituidos por las llamadas partículas subatómicas, como son: los electrones, los protones y los neutrones.
  • 5.
    Carga Electrica En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones, electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones: la interacción electromagnética. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad de la partícula para intercambiar fotones.
  • 6.
    Estructura de laMateria Proton: es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva, el protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. Neutrón: es un barión neutro formado por dos quarks Down y un quark up. Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Su masa es muy similar a la del protón. Electrón: es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo atómico, compuesto fundamentalmente de protones y neutrones. Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales.
  • 7.
    Particulas Subatomicas Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta, a su vez, por otras partículas subatómicas, como son los quarks, que componen los protones y neutrones. No obstante, existen otras partículas subatómicas, tanto compuestas como elementales, que no son parte del átomo, como es el caso de los neutrinos y bosones
  • 8.
    Ion Positivo . Son especialmente frecuentes e importantes los que forman la mayor parte de los metales. Son átomos que han perdido electrones, como el oro son átomos con una deficiencia de electrones en los orbitales más externos. Los elementos que normalmente presentan mayor facilidad para ionizarse positivamente, es decir, los elementos que normalmente tienden a perder electrones son los metales, aunque también se da esta cualidad en los no metales y en los elementos frontera del bloque. El tamaño de los cationes es menor que el de los átomos neutros y de los aniones debido a su pérdida de electrones de su capa más externa.
  • 9.
    Ion Negativo Los iones negativos son electrones que flotan en el ambiente, listos para causar una reacción entre diferentes componentes químicos. Una función importante de los iones negativos es permitir a nuestro cuerpo absorber oxígeno mientras respiramos Cuando los átomos tienen un número deficiente de electrones para compensar la carga positiva del núcleo, se les llama iones negativos o aniones. Cuando los átomos tienen un número deficiente de electrones para compensar la carga positiva del núcleo, se les llama iones negativos o aniones.
  • 10.
    Electroestática La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos
  • 11.
    Tres Formas deCargar un Cuerpo Electrización por contacto Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva. Cuando un cuerpo cargado se pone en contacto con otro, la carga eléctrica se distribuye entre los dos y, de esta manera, los dos cuerpos quedan cargados con el mismo tipo de carga. La figura muestra un electroscopio. Al tocar con un cuerpo cargado la esfera superior, la carga penetra hasta las láminas, éstas al adquirir la misma carga se repelen y se separan.
  • 12.
    Tres Formas deCargar un Cuerpo Electrización por frotamiento: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz. Al frotar un cuerpo fuertemente con un paño, este se carga positiva o negativamente dependiendo de su tendencia a perder o ganar electrones respectivamente. Por ejemplo al frotar una barra de vidrio, ésta se cargará positivamente.
  • 13.
    Tres Formas deCargar un Cuerpo Electrización por inducción: Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
  • 14.
    Conductor Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material enestado de plasma. Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.
  • 15.
    Aislante Aislante hacereferencia a cualquier material que impide la transmisión de la energía en cualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte de energía. Son materiales cuyo electrones se hayan fuertemente ligados al núcleo, impidiendo el transporte de carga con facilidad Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores eléctricos, para mantener alejadas del hombre determinadas partes de los sistemas eléctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión, pueden producir una descarga
  • 16.
    Ley de Coulomb En la década de 1780 el físico francés Charles Coulomb investigó la relación cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Su ley la demostró usando una balanza de torsión , que él mismo inventó, identificando cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas. La Ley de Coulomb expresa que: 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. La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentra las cargas Encontró que las fuerzas de atracción (entre cargas opuestas) y de repulsión (entre cargas del mismo signo) son proporcionales al producto de sus cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa.