ENSAYO SOBRE ELECTROSTATICA: POR LUIS ANGEL MORALES RODRIGUEZ; LAB. DE FISICA DE CAMPOS. LA ELECTROSTATICA, SUS INICIOS Y SUS APLICACIONES.
Aunque poco nos demos cuenta, estamos familiarizándose familiarizándose con las influencias y los efectos de la electricidad estática y sin saber que es cada uno de nosotros hemos experimentado la ocurrencia de este tipo de fenómenos. Un ejemplo muy común es cuando estamos utilizando textiles o plásticos y luego se tiene contacto con otra persona se siente como una especia de chispa que solo es una simple descarga eléctrica. “La palabra electricidad se deriva de la palabra griega “elektron”, Vocablo griego que significa “ámbar”. Como lo dice esta etimología, los griegos ya Conocían los efectos de la electricidad estática, manifiestos cuando se frotaba un trozo de ámbar con piel o con una tela de lana…” tomado Del libro Fundamentos de física de Frank J. Blat. La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro. La electrostática es una parte de la física que estudia y se preocupa sobre las medidas de carga eléctrica contenida en diversos cuerpos y sobre todos aquellos fenómenos relacionados a las cargas eléctricas en estado de reposo. Como nacen las cargas eléctricas, ¿Cuál es su origen? De los átomos. Un átomo, en su estado "normal" tiene cierto numero de electrones y protones.
Cuando un atomo pierde uno o mas electrones ( de los que tenia en su estado normal) Entonces: Cuando un atomo gana uno o mas electrones ( de los que tenia en su estado normal) Entonces: Así: una carga positiva, es un atomo que necesita electrones, para estar en su estado normal. Una carga negativa, es un atomo que necesita que le quiten electrones, para que su estado sea normal. Los principios de la electrostática han sido la base para el desarrollo de diversos dispositivos con diferentes aplicaciones. Entre estos se encuentran los generadores electrostáticos para acelerar partículas elementales, los precipitadores electrostáticos utilizados para reducir la contaminación atmosférica de las centrales carboeléctricas y la xerografía (escritura en seco) que revoluciono la tecnología del procesamiento de imágenes. Los primeros aceleradores electrostáticos se construyeron a comienzos de la década de los treinta en Reino Unido y E.E.U.U con el objetivo de proporcionar suficiente energía a iones livianos como hidrogeno y helio, para que penetren a la región de las fuerzas nucleares. Una importante aplicación de la descarga eléctrica en gases es un dispositivo llamado precipitador electrostático, se utiliza para eliminar partículas de materia de los gases de combustión, reduciendo de ese modo la contaminación del aire.
Como interviene la electrostática en los seres humanos?
Uno de los más comunes son los aparatos eléctricos como televisiones, computadoras, hornos de microondas, teléfonos celulares, entre otros. Los cuales nos han dado grandes ventajas como ahorro de tiempo, trabajo o simplemente nos brinda entretenimiento y nos facilitan la vida, sin embargo las ondas
electromagnéticas que emiten pueden llegar a tener efectos negativos en nuestra salud. En la agricultura se utiliza con éxito para el control de plagas, reduce la cantidad de plaguicida y fertilizante. En los hoteles y restaurantes para la desinfección usando las aspersoras electrostáticas ya que permite cubrir completamente las formas complejas y penetrar en grietas y rincones. Descontaminación de equipos y personal, efectividad máxima en la descontaminación de agentes biológicos o químicos. Cámaras digitales, en vez de captar y almacenar fotografías en películas químicas como las cámaras fotográficas de película fotográfica, aprovecha el proceso de la fotografía digital para generar y almacenar imágenes. Es también muy importante en la industria de artes graficas, plástico, embalaje, etiquetado, industria farmacéutica, entre otros. Aunque poco conocíamos de la electrostática muchos son los beneficios y usos en la sociedad. .¿Cuándo un cuerpo está cargado eléctricamente? Veamos: Un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y éstas están formadas por átomos. Los átomos poseen, básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y los protones tienen propiedades eléctricas mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se les asignó la propiedad de tener carga negativa y a los protones carga positiva. Se dice, entonces, que un cuerpo está cargado negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado positivamente si tiene una ausencia de electrones, es decir, si tiene más protones que electrones. Principio de conservación y cuantización de la carga
Las cargas eléctricas solo se pueden producir por parejas. La cantidad total de las cargas eléctricas positivas producidas es igual a la de las negativas, es decir, la cantidad total de carga eléctrica en cualquier proceso permanece constante.
Ejemplos de fenómenos eléctroestaticos] Poniendo muy próximos dos péndulos eléctricos tocados con vidrio frotado, se observa una repulsión mutua; si los dos se han tocado con resina frotada, la repulsión se origina análogamente; si uno de los dos péndulos se ha puesto en contacto con resina frotada y el otro con vidrio, se produce una mutua atracción. Cuando frotamos una barra de vidrio con un paño. Lo que hemos hecho es arrancar cargas negativas de la barra que han quedado atrapadas en el paño, por lo que la barra inicialmente neutra ha quedado con defecto de cargas negativas (cargada positivamente) y el paño con un exceso de cargas negativas, en el sistema total vidriopaño, la carga eléctrica no se ha modificado, únicamente se ha redistribuido. Cuando caminas por alfombra y tocas el pivote de la puerta metálico. Sientes una descarga eléctrica. Cuando te peinas puedes recoger pedacitos de papel con el peine ¿Cómo se puede producir el hecho de que a un cuerpo le “sobren” o le “falten” electrones?
Para entender esto tenemos que comprender la dinámica de los átomos y al respecto diremos, por ahora, que lo más probable es que al tomar un cuerpo cualquiera éste no posea carga eléctrica, pero esto no significa que no tenga electrones ni protones, no!, sigue teniéndolos pero de ambos tiene la misma cantidad. Se puede deducir, entonces, que la carga negativa de un electrón se anula con la carga positiva de un protón. Por lo tanto, al tener un cuerpo la misma cantidad de
electrones que protones, eléctricamente se dice que está neutro o que está sin carga. Bien, ocurre si asumimos que un átomo tiene una forma parecida a nuestro Sistema Solar, es decir: alrededor de un cuerpo central hay otros que están girando a su alrededor. En el caso del átomo, visto de ésta manera, el cuerpo central se denomina núcleo y en éste están los protones y los neutrones, férreamente unidos, y los cuerpos que giran alrededor del núcleo son los electrones, ocupando – ellos – órbitas distintas. Electrización Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.
Por contacto: Se puede cargar un cuerpo neutro con solo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si se toca un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero debe quedar con carga positiva. Por frotamiento: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones igual al número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Carga eléctrica Es una de las propiedades básicas de la materia. Realmente, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos (moléculas, átomos y partículas elementales). Por ello se dice que la carga eléctrica está cuantizada. Existen dos tipos de carga eléctrica, que se han denominado cargas positivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelen mutuamente y las de signo distinto se atraen. Podemos concluir que la electrostática no es mas que las cargas eléctricas que se obtienen al frotar un cuerpo energéticamente
cargado a otro produciendo una pequeña chispa que abre un campo magnético y posteriormente produce una reacción. Tambien que las cargas dependiendo su estado se atraen o repelen. Es importante para nosotros ya que gracias a ella hemos hecho grandes y novedosos inventos los cuales nos tienen a la vanguardia del uso de los recursos que nos brinda nuestro planeta y la ciencia.
