Este documento trata sobre la electrostática y la electricidad. Explica conceptos clave como la carga eléctrica, los métodos de electrización, las interacciones eléctricas entre átomos y moléculas, y las leyes fundamentales de la electrostática como la ley de Coulomb. También resume los antecedentes históricos clave y las máquinas electrostáticas utilizadas para estudiar y demostrar los principios de la electricidad estática.

1. Física
Electrostática
Lic: Calixto Macías

2. Electricidad y magnetismo
Electricidad
Vocablo
griego
electron
Ámbar
Resina
transparent
e color
amarillo
Producido
por árboles

3. 1. Carga eléctrica
 Electrostática = estudio de las cargas
eléctricas en reposo
 Unidad de carga = el electrón
– e= 1.602177x 10-19 C
++
--
repulsión
+-
atracción

4. 1.1 Constituyentes de la materia
Partícula Masa (kg) Carga (C)
electrón 9.1x 10-31 -1.6x 10-19
protón 1.67x 10-27 +1.6x 10-19
neutrón 1.67x 10-27 0
Z = número electrones =
número protones
A = número protones +
neutrones
Elemento
Isótopo
 Un átomo tiene el mismo número de
electrones que de protones  es neutro ;
Ión positivo : le faltan electrones
Ión negativo: tiene electrones añadidos
0




 e
p q
Z
q
Z
Q
e
e q
n
Q 


ELECTRÓN
e
e q
n
Q 


-
+
-
-
-
+
+ +

5. 1.2 Conservación de la carga
 La carga ni se crea ni se destruye  se
tranfiere
– Entre átomos
– Entre moléculas
– Entre cuerpos
La suma de todas las cargas de un
sistema cerrado es constante

6. Antecedentes históricos
Tales de Mileto (650-
546 a.C.)
• Al frotar el ámbar
con piel de gato
atraía cuerpos
como polvo,
cabellos, paja.
Físico Alemán Otto
(1602- 1682)
• Primera máquina
eléctrica, al frotar
una bola de azufre
se producían
chispas
Holandés Pieter Van
Musschenbroek
(1692-1761)
• Descubre cómo
almacenar cargas
eléctricas en una
botella

7. Antecedentes históricos
Benjamín Franklin
(1706-1790)
• Construcción del
pararrayos “poder
de puntas”
Francés Charles
Coulomb (1736-
1806)
• Estudia las leyes
de atracción y
repulsión. Balanza
de torsión.
Italiano Alessandro
Volta (1745-1827)
• En 1800 primera
pila eléctrica

8. Antecedentes históricos
Alemán Georg Ohm
(1789-1854)
• En 1827
determina la
relación entre
intensidad de
corriente y
resistencia
Inglés Michael
Faraday (1791-1867)
• Descubre la
inducción
electromagné-
tica al usar un
imán.
Inglés James Joule
(1818-1889)
• Estudió
fenómenos
producidos
por corrientes
eléctricas y
calor de
circuitos
eléctricos

9. Antecedentes históricos
Joseph Henry
(1797-1889)
• Primer
electroimán
Escocés James
Maxwell
(1831-1879)
• Teoría
electromagné
tica de la luz
Nicola Tesla
(1856-1943)
• Motor
asincrónico

10. Los metales en general son muy buenos conductores de la electricidad: 1.- Metales.
oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu)
2.- Soluciones de ácidos, bases y sales disueltas en agua
3.- El cuerpo humano
Existen cargas que se pueden mover fácilmente.
Conductores y aisladores

11. Existen cargas, pero no se pueden mover
fácilmente.
¿Dónde vemos aisladores? Ejemplo: madera,
vidrio, caucho, corcho, plásticos, porcelana,
seda, mica, papel
Conductores y aisladores

12. Conductores y aisladores

13. Interacciones Eléctricas

14. Cuando el átomo gana o pierde un electrón se le
denomina ión negativo o positivo, respectivamente.
El átomo…
Interacciones Eléctricas

15. • Negativa (ambarina)
Si es mayor la
carga en
electrones
• Positiva (vítrea)
Si es mayor la
carga en
protones

16. Formas de electrizar un cuerpo
• Frotar 2 cuerpos
Fricción
• Un cuerpo cargado toca
otro
Contacto
• Un cuerpo cargado se
acerca a otro sin tocarlo
Inducción

17. Métodos de electrización
saltan más electrones de uno al otro
¿Por qué?

18. Métodos de electrización

19. Métodos de electrización

20. Métodos de electrización
c) Electrización por inducción
Cuerpos neutros se inducen cargas
resultado -> cargado negativamente
¿Para qué sirve el electroscopio?

21. 1.3 Carga por inducción
Bola
neutra
Bola
cargada
negativa
lana
Varilla de
plástico
Electroscopio.
Al acercar una bolita cargada las
láminas adquieren carga y se separan.
Bola y
varilla se
repelen
Igual carga

22. Métodos de electrización

23. Métodos de electrización

24. Carga Eléctrica y Campo
Electrostático
MAQUINAS ELECTROSTÁTICAS
1.663 Maquinas Electrostáticas de Von G

25. Carga Eléctrica y Campo
Electrostático
MAQUINAS ELECTROSTÁTICAS
1.785 LA MÁQUINA DE VAN MARUM

26. Carga Eléctrica y Campo
Electrostático
MAQUINAS ELECTROSTÁTICAS
• 1883 MÁQUINA ELECTROSTÁTICA DE
WIMSHURST
• 1929 GENERADOR VAN DER GRAFF

27. Unidades de carga eléctrica
 Electrón = e-
 1 coulomb = 1 C = 6.24 x 1018 electrones
 1 electrón = 1 e- = -1.6 x 10-19 C
 1 protón = p+ = 1.6 x 10-19 C

28.  1 milicoulomb = 1 mC = 1 x 10 -3 C
 1 microcoulomb = 1 µC = 1 x 10-6 C
 1 nanocoulomb = 1 nC = 1 x 10-9 C
Unidades de carga eléctrica
PLAY

29. Ley de Coulomb

Donde:
F = fuerza (N)
K = constante de proporcionalidad = 9 x
109 Nm2/C2
q1 q2 = cargas puntuales (C)
d = distancia que las separa (m)

30. Permitividad relativa del medio

Donde:
εr = permitividad relativa del medio
(adimensional)
F = magnitud de fuerza en vacío (N)
F’ = magnitud de fuerza en el medio (N)

31. Permitividad relativa de algunos
medios
Medio aislador Permitividad
relativa
Vacío 1.0000
aire 1.0005
gasolina 2.35
aceite 2.8
Vidrio 4.7
mica 5.6
glicerina 45
agua 80.5

32. Fuerzas y Cargas Eléctricas
 La unidad natural de carga eléctrica es el electrón,
que es la menor cantidad de carga eléctrica que
puede existir.
PLAY1
PLAY2