Conceptos básicos

1. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
1
TAREA: ELECTROSTÁTICA (TEORÍA)
ELECTRICIDAD
Es una rama de la física que tiene como objeto el
estudio de los fenómenos eléctricos.
La electricidad para un mejor estudio se divide en:
 Electrostática: Es una parte de la física que estudia las
propiedades y fenómenos de los cuerpos cargados
eléctricamente (cargas eléctricas) en reposo o equilibrio.
 Electrodinámica: Es aquella parte de la electricidad que
estudia a las cargas eléctricas en movimiento y los
fenómenos que laproducen.
 Electromagnetismo: Es aquella parte de la electricidad
que estudia a las cargas eléctricas en movimiento y la
generación de fenómenos magnéticos.
ELECTROSTÁTICA
Es el estudio de las propiedades e interacciones entre
los cuerpos eléctricos en reposo.
OBSERVACIÓN: La electricidad no es creación ni invención
del hombre, sino es un descubrimiento.
USOS Y APLICACIONES DE LA ELECTRICIDAD
 La electricidad es una fuente de energía imprescindible.
 En cualquier hogar existen todo tipo de aparatos y
electrodomésticos que funcionan con corriente eléctrica,
además del sistema de iluminación.
 En la industria, casi la mitad de la energía que se
consume es eléctrica. La electricidad se utiliza tanto
como fuente impulsora de los motores eléctricos de las
máquinas y aparatos de cada sector, como para calentar
los contenidos de tanques, depósitos y calderas.
 En el ámbito del transporte, el tranvía, metro o tren son
los medios de transporte eléctrico por excelencia.
La naturaleza de la materia es eléctrica
Hoy en día para explicar los fenómenos eléctricos, es
necesario conocer la estructura atómica y molecular de
las sustancias donde el comportamiento del electrón y
el protón vislumbran el misterio de la carga eléctrica.
Se llama átomo a la parte más pequeña de la materia y tiene
dos partes claramente definidas: el núcleo y la envoltura. El
núcleo contiene prácticamente toda la masa del átomo. En la
parte llamada envoltura, que casi no tiene masa, se
encuentran las partículas eléctricas llamadas electrones. En el
núcleo, se encuentran los protones y neutrones. Llamados
nucleones por estar en el núcleo.
Los protones tienen carga positiva (+) o vítrea, los electrones
carga negativa (–) o resinosa y los neutrones carecen de
carga eléctrica.

2. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
2
CARGA ELÉCTRICA (Q; q)
Es una magnitud física escalar que mide el exceso o defecto
de electrones que posee un cuerpo y se mide en Coulomb (C).
Es una propiedad intrínseca de la materia, se define como:
 El exceso (le sobra) electrones; quedando el cuerpo
electrizado negativamente.
 El defecto de electrones (le falta) electrones; quedando
el cuerpo electrizado positivamente.
 Si a un cuerpo no le sobra ni le falta electrones, entonces
se encuentra eléctricamente neutro. El cuerpo no queda
electrizado.
Existen dos tipos de cargas:
la positiva y la negativa.
Cargas de signos iguales se repelen.
Cargas de signos diferentes se atraen.
OBSERVACIÓN: No es que los electrones en su interior sean
negativos y los protones en su interior sean positivos, sino
que se usa estos términos para expresar atracción o
repulsión.
CARGA ELEMENTAL O FUNDAMENTAL (e
–
; p
+
)
La carga eléctrica mínima elemental es la del electrón
y del protón, cuyos valores son iguales en magnitud,
pero de signos diferentes:
Electrón (e
–
) = – 1,602 x10
–19
Protón (p
+
) = + 1,602 x10
–19
El neutrón no tiene carga: Neutrón (n
0
) = 0
Los protones no se pueden arrancar del átomo, debido a que
existe una gran fuerza que los mantiene unidos en el núcleo,
denominada fuerza nuclear fuerte que solo actúa a pequeñas
distancias y es mucho mayor que la fuerza eléctrica de
repulsión que hay entre los protones.
Aunque los electrones internos de un átomo están
fuertemente unidos al núcleo, de carga contraria, los
electrones externos de muchos átomos están unidos muy
débilmente y es fácil extraerlos. Estos electrones se llaman
electrones libres o de valencia. La cantidad de energía para
arrancar un electrón a un átomo varía de una sustancia a
otra.
OBSERVACIÓNES:
 Si el número de electrones es mayor que el
número de protones; la carga será negativa (– q).
 Si el número de electrones es igual que el
número de protones; no hay carga neta (q = 0).
 Si el número de electrones es menor que el
número de protones; la carga será positiva (+ q).
CONSECUENCIA
Si nuestro objetivo es electrizar un cuerpo (cargarlo
eléctricamente) lo único que debemos hacer,
mediante algún mecanismo (frotación, contacto o
inducción) es lograr que el número de electrones
sea diferente al número de protones.
Unidad de carga eléctrica
La unidad de carga eléctrica es el Coulomb (C)
1C = 6,24 x10
18
e
–
18
- 1
1e =
6,24 x 10
C
Equivalencias usuales:

3. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
3
-3
-6
-9
-12
1miliCoulomb = 1mC = 10 C
1microCoulomb = 1μC = 10 C
1nanoCoulomb = 1nC = 10 C
1picoCoulomb = 1pC = 10 C
ELECTRICIDAD POSITIVA
Llamada también vítrea. Es la que aparece en una
barra de vidrio al ser frotada con una tela de seda.
Este nombre lo puso el inventor norteamericano
Benjamín Franklin (1706 - 1790).
Este tipo de electricidad se obtiene por frotación.
ELECTRICIDAD NEGATIVA
También se llama resinosa (plástico). Se obtiene al
frotar un plástico con un trozo de lana. Su nombre lo
puso Benjamín Franklin.
Se observa que la lana pierde electronesy la barra ha
quedado cargado negativamente.
Joseph John "J.J." Thomson.
Británico.
Nació 18 de diciembre de 1856,
Cheetham Hill, Manchester, Reino
Unido. Falleció 30 de agosto de 1940,
83 años, Cambridge, Reino Unido.
Conocido por realizar importantes
contribuciones para la comprensión
de la estructura del átomo. Fue un
científico británico, descubridor del electrón, de los
isótopos e inventor del espectrómetro de masa. En
1906 fue galardonado con el Premio Nobel de Física.
Uno de sus alumnos fue Ernest Rutherford, quien más
tarde sería su sucesor en el puesto.
FORMAS DE ELECTRIZAR UN CUERPO
A. 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.
B. 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.

4. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
4
C. Electrización por inducción
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro
cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo
electrizado a un cuerpo neutro sin tocarlo, 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. En este caso se produce la polarización.

5. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
5
George Johnstone Stoney.
(15 de febrero de 1826 – 5 de Julio
de 1911).
Fue un físico anglo irlandés. Es
famoso principalmente por haber
introducido el término electrón
como la "unidad fundamental de la
cantidad de electricidad". Introdujo
el concepto de electrón antes de
que se descubriera la propia
partícula.
Se dedico a realizar una primera evaluación del
número de Avogadro. En 1874 estableció la hipótesis
según la cual la electricidad era creada por unos
corpúsculos elementales que llamó electrones. En
1897 su intuición sobre la naturaleza de la electricidad
fue confirmada por el físico inglés Joseph John
Thomson.
Liceo Naval “Contralmirante Montero” Nivel Secundaria
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Nombre del Estudiante ……...……………………………………Grado 5°/Sec: Fecha: /09/2021
TAREA: ELECTROSTÁTICA (TEORÍA)
Estimado estudiante, debes contestar el cuestionario que se te presenta. Para lo cual debes leer
detenidamente la teoría de esta ficha que te servirá de guía y apoyo.
TAREA
1. Indique verdadero (V) o falso (F) según
corresponda:
I. La electrostática estudia las cargas eléctricas
en movimiento. ( )
II. La electrodinámica estudia las cargas
eléctricas en reposo. ( )
III. Existen dos tipos de cargas eléctricas. ( )
a) FVV b) FFV c) FFF d) VVV
2. ¿Qué partículas subatómicas forman parte del
núcleo de los átomos
a) Electrón y protón.
b) Electrón y neutrón.
c) Protón y neutrón
d) Electrón, protón y neutrón.
3. ¿Qué partículas subatómicas pueden escapar del
átomo y quedar libres?
a) Electrón.
b) Neutrón.
c) Protón.
d) Ninguno.
4. Indique verdadero (V) o falso (F) según
corresponda:
I. Las cargas de un protón y un electrón solo se
diferencian en sus signos. ( )
II. Es posible que la carga de un cuerpo sea una
fracción de la carga de un electrón. ( )
III. La carga mínima o elemental correspondiente
a un electrón o un protón es de 1,6 ×10
–19
C.
( )
a) FVV
b) FFV
c) VFV
d) VVV
5. Mencione las tres formas de electrizar un cuerpo:
-
-
-
6. Indique verdadero(V) ofalso(F) segúncorresponda:
I. Si un cuerpo pierde electrones se carga
negativamente. ( )
II. Un cuerpo neutro no tiene electrones ni
protones. ( )
III. Los electrones tienen carga negativa. ( )
a) FVV b) FFV c) FFF d) VVV
7. Indique verdadero (V) o falso (F) según
corresponda:

6. FÍSICA FERNANDO FERNÁNDEZ A.
ELECTROSTÁTICA
6
Cuando electrizamos un cuerpo frotando una
varilla de plástico con un pedazo de lana se
cumple:
I. El plástico se carga negativamente. ( )
II. Se transfiere electrones de la lana al plástico.
( )
III. Al final la lana queda cargada negativamente.
( )
a) FVV b) VVF c) FFF d) VVV
8. Indique verdadero (V) o falso (F) según
corresponda:
Cuando electrizamos una varilla de vidrio
frotándola con un pedazo de seda se cumple:
I. La varilla de vidrio se carga positivamente.
( )
II. La tela de seda se carga negativamente.
( )
III. Los electrones se transfieren de la seda al
vidrio. ( )
a) VVF b) FFV c) FFF d) VVV