El documento describe la historia del descubrimiento de la electricidad y el desarrollo de la comprensión de la carga eléctrica. Gilbert descubrió que la electrificación es un fenómeno general. Franklin demostró que existen dos tipos de electricidad, positiva y negativa. Coulomb descubrió la ley que expresa la fuerza entre cargas eléctricas. Maxwell estableció las leyes del electromagnetismo.
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
Ley de coulomb
1.
2. oGilbert (1540-1603) descubrió que la electrificación era
un fenómeno de carácter general.
oEn 1729, Stephen Gray demuestra que la electricidad
tiene existencia por sí misma y no es una propiedad
impuesta al cuerpo por rozamiento.
oFranklin (1706-1790) demuestra que existen dos tipos de
electricidad a las que llamó positiva y negativa.
oCoulomb (1736-1806) encontró la ley que expresa la
fuerza que aparece entre cargas eléctricas.
3. oEn 1820 Oersted observó una relación entre electricidad
y magnetismo consistente en que cuando colocaba la
aguja de una brújula cerca de un alambre por el que
circulaba corriente, ésta experimentaba una desviación.
Así nació el Electromagnetismo.
oFaraday (1791-1867) introdujo el concepto de Campo
Eléctrico.
oMaxwell (1831-1879) estableció las Leyes del
Electromagnetismo, las cuales juegan el mismo papel
en éste área que las Leyes de Newton en Mecánica.
4. Cualquiera que sea su forma, la materia está constituida
por las mismas entidades básicas, los átomos.
Estos a su vez están formados por partículas elementales
portadoras de carga eléctrica, estas son:
5. PROTONES: Se sitúan en el núcleo del
átomo, en ellos reside la carga positiva.
ELECTRONES: Se sitúan en la corteza del
átomo, en ellos reside la carga negativa
Objeto cargado: exceso de electrones (negativa) o
protones (positiva)
6. oLa carga eléctrica (q) es una propiedad fundamental de la
materia específicamente de sus partículas elementales,
caracterizada a partir de la fuerza electrostática,
también se dice que es una magnitud fundamental de la
física, responsable de la interacción electromagnética.
7. i) Dualidad de la Carga: Todas las partículas cargadas
pueden dividirse en positivas y negativas, de forma que las
de un mismo signo se repelen mientras que las de signo
contrario se atraen, esto ultimo se conoce como Primera
ley de la electrostática.
Las cargas eléctricas del mismo tipo interaccionan
repeliéndose y las cargas de distinto tipo interaccionan
atrayéndose. La magnitud de esta interacción viene
dada por la ley de Coulomb.
8. ii) Conservación de la carga: En cualquier proceso físico,
la carga total de un sistema aislado se conserva. Es decir,
la suma algebraica de cargas positivas y negativas
presente en cierto instante no varía.
oPor ello en todo proceso, físico o químico, la carga
eléctrica no se crea ni se destruye, sólo se transfiere.
9. iii) Cuantificación de la carga: La carga eléctrica siempre
se presenta como un múltiplo entero de una carga
fundamental e . Es decir: q = ± N ∙ e
10. En el S.I la unidad de carga eléctrica se denomina
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 (1 A).
oPor lo tanto e es aproximadamente 1,602 x10 C.
18
-19
Submúltiplos del
Coulomb
1 mC = 10-6 C
1 nC = 10-9 C
1 mC =10-3 C
11. Un conductor: es un material a través del cual se transfiere fácilmente la
carga, debido a que presenta poca oposición al flujo de la corriente
eléctrica.
Ejemplo: los metales (cobre, oro, plata, hierro, etc.)
Un aislante: es un material que se resiste fuertemente al flujo de la carga
eléctrica.
Ejemplo: plástico, papel, madera, mica, polietileno, etc.
Un semiconductor es un material con capacidad intermedia para
transportar carga eléctrica.
Ejemplo: silicio y germanio.
14. Para familiarizarnos un poquito con la Ley de
Coulomb, revisemos un ejemplo que vemos todos
los días.
Preguntémonos lo siguiente:
¿Qué interacción hay entre la Luna y nuestro
planeta?
15. o La Tierra y la Luna se atraen mutuamente
por una fuerza gravitacional (Fg).
16. La expresión que las relaciona involucra:
o Las masas m1 y m2 de ambos cuerpos.
o La distancia r entre ellos.
o Y una constante G (Constante Universal
Gravitacional).
r
m1
m2
18. Esta atracción ocurre entre cualquier cuerpo celeste y
también con las estrellas
Algo semejante ocurre a nivel mucho más pequeño con las
cargas eléctricas.
Considérese una carga Q fija en una determinada
posición . Si se coloca otra carga q en un punto P1, a
cierta distancia de Q, aparecerá una fuerza eléctrica
actuando sobre q.
19. o La expresión para la fuerza de interacción
entre dos cargas puntuales q1 y q2 (pequeñas
en relación con la distancia que las separa),
es muy semejante a la que vimos para la
fuerza gravitacional entre la Luna y la Tierra.
Fe = k
q1 q2
r2
o Esta expresión es la siguiente:
20. Es decir:
La fuerza eléctrica es directamente proporcional al
producto de las cargas, e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que separa a dichas cargas,
dependiendo de una constante de Coulomb k según el
medio en que estén presentes.
En donde:
q1 y q2 : son las cargas en Coulomb.
r : es la distancia en metros.
k : es una constante que depende del medio; en el vacío
corresponde aproximadamente a 9 x 109 (N·m2)/C2
Fe: es la fuerza en Newton.
Fe = k
q1 q2
r2
21. La siguiente imagen ilustra la definición de la
ley de Coulomb.
En el ejemplo tenemos dos cargas puntuales
iguales a 1 Coulomb y separadas por 1 metro,
en el vacío.
q1 q2
1 m
1C 1C
22. Respecto a la ley de Coulomb hay que considerar lo
siguiente:
Se aplica a cargas puntuales.
La fuerza eléctrica es una magnitud vectorial, por lo
tanto, hay que considerar suma de vectores.
La ley de Coulomb o Fuerza de Coulomb establece el
valor de una fuerza electrostática.
23. Permitividad del vacío (eo): Se define de forma que
eo= 8,85x10-12 C2/N m2
Si el medio en el que se encuentran las cargas es distinto al
vacío, se comprueba que la fuerza eléctrica es veces
menor, de esta forma se define la Permitividad del Medio
como e = ´.eo.. Siendo ´ la Constante Dieléctrica del
Medio
24.
25. Como ley básica adicional, no
deducible de la ley de Coulomb,
se encuentra el Principio de
Superposición:
"La fuerza total ejercida sobre
una carga eléctrica q por un
conjunto de cargas discretas será
igual a la suma vectorial de cada
una de las fuerzas ejercidas por
cada carga sobre la carga .”
