Electrostática
OBJETIVOS
Al término de la unidad, usted deberá:
1. Comprender las propiedades de la carga
    eléctrica.

2.    Comprender la importancia         de   la
     electricidad en la vida moderna.

3. Reconocer los procedimientos para cargar
   un cuerpo.
Conceptos clave
   Protón                      Polarización.
   Neutrón.                    Conexión a Tierra
   Electrón.                   Electroscopio.
   Núcleo.
   Corteza.
   Atracción y repulsión.
   Fricción.
   Contacto.
   Inducción.




                                                     3
CARGA ELECTRICA
   Propiedad fundamental de la materia,
    presente en partículas subatómicas. Se
    expresa en una unidad llamada Coulomb
    (C).



    Esta propiedad se manifiesta mediante
    fuerzas a distancia, denominadas fuerzas
    electrostáticas.

                                               4
ESTRUCTURA ATOMICA
                             Núcleo


   Protones (+)

   Neutrones

   Electrones ( - )




                              Corteza
¿CUÁNDO UN CUERPO ESTÁ
ELÉCTRICAMENTE CARGADO?




Un cuerpo está cargado eléctricamente
 Negativo: si tiene un exceso de electrones.
 Positivo: si tiene un déficit de electrones.


Se dice que un cuerpo está neutro, cuando
  tiene igual cantidad de protones que de
  electrones.
¿CÓMO SE CONSIGUE QUE UN CUERPO
SE ELECTRICE?

Si por algún mecanismo
se logra que los
electrones libres de un
cuerpo neutro pasen a
otro, también neutro, un
cuerpo perderá
electrones (se electriza
positivamente) y el otro
ganará electrones (se
electriza
negativamente).
PROPIEDADES DE LOS CUERPOS
CARGADOS ELÉCTRICAMENTE




 Un cuerpo sólo puede recibir o ceder cantidades de carga
 determinadas por números enteros de electrones.
PROPIEDADES DE LOS CUERPOS
CARGADOS ELÉCTRICAMENTE




 Las cargas del mismo signo se repelen,
 mientras que las de distinto signo se atraen.
PROPIEDADES DE LOS CUERPOS
CARGADOS ELÉCTRICAMENTE

    QA                                qA


    QB                                qB

   La cantidad de carga eléctrica se conserva.

         QA + QB = qA + qB
Ejemplo Nº 1
Al poner en contacto un conductor A de carga
QA = + 10 C con otro conductor idéntico B de
QB = -6 C y luego separarlos, siempre se cumple
 que:
    I. QA + QB = qA + qB
    II. qA y qB son positivas
    III. qA = + 2 C ; qB = - 2C

   Es (son) verdadera(s)
   A) Sólo I
   B) Sólo II


    C) Sólo III
    D) I y II
                                                  D
   E) I, II y III
                                         Análisis
                                                      11
ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO
Applet




 Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los
 electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo.
 Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto
 signo.
    La transferencia de electrones se produce sólo entre
 materiales distintos.
ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO




 Al poner en contacto un cuerpo neutro con otro
 electrizado,  se    produce  transferencia  de
 electrones. Ambos cuerpos quedan electrizados
 con cargas de igual signo.
POLARIZACIÓN




 Se dice que un cuerpo tiene la carga eléctrica
 polarizada cuando la carga negativa está en un
 extremo y en el otro está la carga positiva. Se
 produce por el desplazamiento de los electrones.
ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN
 Al acercar un cuerpo
 cargado (inductor) a uno
 neutro (inducido), se
 produce en éste una
 polarización. Si se conecta
 el cuerpo a tierra, se
 produce transferencia de
 electrones, quedando el
 cuerpo inducido electrizado
 con carga de diferente
 signo al inductor.
PÉNDULO ELÉCTRICO




 Al acercar un cuerpo cargado eléctricamente a un péndulo
 cuyo estado de carga es neutro, el cuerpo polariza al
 péndulo, produciendo atracción entre ambos cuerpos.
 Instrumentos tales como el péndulo eléctrico, que permiten
 acusar el estado eléctrico de los cuerpos se llaman
 Electroscopios.
ELECTROSCOPIO DE HOJUELAS
   Consta fundamentalmente de una
    esfera metálica unida a un
    extremo de un vástago también
    metálico, en cuyo extremo se
    adosan dos finísimas laminillas
    metálicas.
   Electrizando la esfera por contacto
    con un cuerpo en estado eléctrico
    (cargado), éste es transmitido
    por el vástago metálico a las
    hojuelas, las que entonces se
    separan porque adquieren estado
    eléctrico de la misma clase.
Ejemplo Nº 2
Un cuerpo está cargado negativamente cuando tiene

I. cierto número de electrones libres.
II. déficit de electrones.
III. exceso de electrones.

A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) Sólo I y II
E) Sólo I Y III
                                         C
                                     Conocimiento
Ejemplo Nº 3
Se tiene un electroscopio cargado negativamente, producto
     de lo cual se produce una pequeña separación de las
     hojas. Si ahora se aproxima una esfera con carga
     negativa a la esfera metálica del electroscopio, como
     muestra la figura, se espera que las hojas del
     electroscopio
I. se separen aún más.
II. se acerquen.
III. permanezcan igual.

A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) No se puede determinar.                     A
E) Ninguna de ellas.
                                             Análisis
Ejemplo Nº 4
    Una barra aislante P, electrizada positivamente, se coloca en las
    proximidades de una barra metálica B (fija), no electrizada. La
    esfera conductora E, también descargada, está suspendida por un
    hilo aislante, próxima al otro extremo de la barra. Se puede
    afirmar que
I. la barra B se polariza.
II. la esfera E se polariza.
III. la barra B y la esfera E se atraen.
A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III                                                E
D) Sólo I y II
E) I, II y III                                           Análisis
Ejemplo Nº 5
Al poner en contacto dos cuerpos, uno cargado
  positivamente y otro neutro, se espera que

A) ambos cuerpos queden cargados positivamente.
B) un cuerpo quede positivo y el otro negativo.
C) ambos cuerpos queden cargados negativamente.
D) ambos queden neutros.
E) que los cuerpos mantengan su estado eléctrico.

                                  A
                             Conocimiento
¿QUÉ APRENDÍ?
   Las propiedades de la carga eléctrica.
   La importancia de la electricidad en la
    vida moderna.
   Los procedimientos para cargar un
    cuerpo.
   Los factores que determinan la fuerza
    eléctrica.
SÍNTESIS DE LA CLASE
Electricidad      Producida por

                Cargas eléctricas


                                    Un cuerpo las
               Hay de dos tipos      adquiere por

                                       Frotamiento
                     Positivas
                                         Contacto
                    Negativas
                                        Inducción
Actividad.
   Resolver en el cuaderno guía de ejercicios.




                                              24

Electrostatica (1)

  • 1.
  • 2.
    OBJETIVOS Al término dela unidad, usted deberá: 1. Comprender las propiedades de la carga eléctrica. 2. Comprender la importancia de la electricidad en la vida moderna. 3. Reconocer los procedimientos para cargar un cuerpo.
  • 3.
    Conceptos clave  Protón  Polarización.  Neutrón.  Conexión a Tierra  Electrón.  Electroscopio.  Núcleo.  Corteza.  Atracción y repulsión.  Fricción.  Contacto.  Inducción. 3
  • 4.
    CARGA ELECTRICA  Propiedad fundamental de la materia, presente en partículas subatómicas. Se expresa en una unidad llamada Coulomb (C).  Esta propiedad se manifiesta mediante fuerzas a distancia, denominadas fuerzas electrostáticas. 4
  • 5.
    ESTRUCTURA ATOMICA Núcleo  Protones (+)  Neutrones  Electrones ( - ) Corteza
  • 6.
    ¿CUÁNDO UN CUERPOESTÁ ELÉCTRICAMENTE CARGADO? Un cuerpo está cargado eléctricamente  Negativo: si tiene un exceso de electrones.  Positivo: si tiene un déficit de electrones. Se dice que un cuerpo está neutro, cuando tiene igual cantidad de protones que de electrones.
  • 7.
    ¿CÓMO SE CONSIGUEQUE UN CUERPO SE ELECTRICE? Si por algún mecanismo se logra que los electrones libres de un cuerpo neutro pasen a otro, también neutro, un cuerpo perderá electrones (se electriza positivamente) y el otro ganará electrones (se electriza negativamente).
  • 8.
    PROPIEDADES DE LOSCUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE Un cuerpo sólo puede recibir o ceder cantidades de carga determinadas por números enteros de electrones.
  • 9.
    PROPIEDADES DE LOSCUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE Las cargas del mismo signo se repelen, mientras que las de distinto signo se atraen.
  • 10.
    PROPIEDADES DE LOSCUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE QA qA QB qB  La cantidad de carga eléctrica se conserva. QA + QB = qA + qB
  • 11.
    Ejemplo Nº 1 Alponer en contacto un conductor A de carga QA = + 10 C con otro conductor idéntico B de QB = -6 C y luego separarlos, siempre se cumple que: I. QA + QB = qA + qB II. qA y qB son positivas III. qA = + 2 C ; qB = - 2C  Es (son) verdadera(s)  A) Sólo I  B) Sólo II   C) Sólo III D) I y II D  E) I, II y III Análisis 11
  • 12.
    ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO Applet Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto signo. La transferencia de electrones se produce sólo entre materiales distintos.
  • 13.
    ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO Al poner en contacto un cuerpo neutro con otro electrizado, se produce transferencia de electrones. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de igual signo.
  • 14.
    POLARIZACIÓN Se diceque un cuerpo tiene la carga eléctrica polarizada cuando la carga negativa está en un extremo y en el otro está la carga positiva. Se produce por el desplazamiento de los electrones.
  • 15.
    ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN Al acercar un cuerpo cargado (inductor) a uno neutro (inducido), se produce en éste una polarización. Si se conecta el cuerpo a tierra, se produce transferencia de electrones, quedando el cuerpo inducido electrizado con carga de diferente signo al inductor.
  • 16.
    PÉNDULO ELÉCTRICO Alacercar un cuerpo cargado eléctricamente a un péndulo cuyo estado de carga es neutro, el cuerpo polariza al péndulo, produciendo atracción entre ambos cuerpos. Instrumentos tales como el péndulo eléctrico, que permiten acusar el estado eléctrico de los cuerpos se llaman Electroscopios.
  • 17.
    ELECTROSCOPIO DE HOJUELAS  Consta fundamentalmente de una esfera metálica unida a un extremo de un vástago también metálico, en cuyo extremo se adosan dos finísimas laminillas metálicas.  Electrizando la esfera por contacto con un cuerpo en estado eléctrico (cargado), éste es transmitido por el vástago metálico a las hojuelas, las que entonces se separan porque adquieren estado eléctrico de la misma clase.
  • 18.
    Ejemplo Nº 2 Uncuerpo está cargado negativamente cuando tiene I. cierto número de electrones libres. II. déficit de electrones. III. exceso de electrones. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo I Y III C Conocimiento
  • 19.
    Ejemplo Nº 3 Setiene un electroscopio cargado negativamente, producto de lo cual se produce una pequeña separación de las hojas. Si ahora se aproxima una esfera con carga negativa a la esfera metálica del electroscopio, como muestra la figura, se espera que las hojas del electroscopio I. se separen aún más. II. se acerquen. III. permanezcan igual. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) No se puede determinar. A E) Ninguna de ellas. Análisis
  • 20.
    Ejemplo Nº 4 Una barra aislante P, electrizada positivamente, se coloca en las proximidades de una barra metálica B (fija), no electrizada. La esfera conductora E, también descargada, está suspendida por un hilo aislante, próxima al otro extremo de la barra. Se puede afirmar que I. la barra B se polariza. II. la esfera E se polariza. III. la barra B y la esfera E se atraen. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III E D) Sólo I y II E) I, II y III Análisis
  • 21.
    Ejemplo Nº 5 Alponer en contacto dos cuerpos, uno cargado positivamente y otro neutro, se espera que A) ambos cuerpos queden cargados positivamente. B) un cuerpo quede positivo y el otro negativo. C) ambos cuerpos queden cargados negativamente. D) ambos queden neutros. E) que los cuerpos mantengan su estado eléctrico. A Conocimiento
  • 22.
    ¿QUÉ APRENDÍ?  Las propiedades de la carga eléctrica.  La importancia de la electricidad en la vida moderna.  Los procedimientos para cargar un cuerpo.  Los factores que determinan la fuerza eléctrica.
  • 23.
    SÍNTESIS DE LACLASE Electricidad Producida por Cargas eléctricas Un cuerpo las Hay de dos tipos adquiere por Frotamiento Positivas Contacto Negativas Inducción
  • 24.
    Actividad.  Resolver en el cuaderno guía de ejercicios. 24