Unidad: Electrostática.
Por: Marcos Guerrero
INTRODUCCIÓN. Fenómeno de la Naturaleza que se conoce desde esde hace hace 25 2500 00 años años.. •
Conocido desde la antigüedad por los grie grieggos como elek elekttron qu quee sign signiifica fica ámba ámbarr (mineral amarillento que proviene de la fosilización de resinas de árboles de madera blanda), que era una piedra que al frot frotaarla rla con seda eda atra traía peda pedazo zoss de pape papel. l. •
La materia, bajo ciertas condiciones, adquiere propiedades especiales: Atracc Atraccion iones es y Repuls Repulsion iones. es. •
Estudio Científico lo inicio Benjamín Franklin. •
INTRODUCCIÓN. Fenómeno de la Naturaleza que se conoce desde esde hace hace 25 2500 00 años años.. •
Conocido desde la antigüedad por los grie grieggos como elek elekttron qu quee sign signiifica fica ámba ámbarr (mineral amarillento que proviene de la fosilización de resinas de árboles de madera blanda), que era una piedra que al frot frotaarla rla con seda eda atra traía peda pedazo zoss de pape papel. l. •
La materia, bajo ciertas condiciones, adquiere propiedades especiales: Atracc Atraccion iones es y Repuls Repulsion iones. es. •
Estudio Científico lo inicio Benjamín Franklin. •
ELECTROSTÁTICA. Definición. Es la parte de la electricidad que estudia las cargas eléctricas en reposo.
ESTRUC EST RUCTUR TURA A DE LA MA MATER TERIA. IA. La materia está compuesta por moléculas y estás a su vez de átomos. El átomo a su vez está compuesto por: Un núcleo muy denso
formado por protones cargados positivamente y de
neutrones sin carga. Una
nube electrónica que posee electrones muy livianos cargados negativamente.
El átomo por su naturaleza es neutro, esto significa que el número de protones es igual al número de electrones.
A (número másico o masa atómica) = número de protones + número de neutrones. Z (número atómico)= número de protones o número de electrones. N (número neutrónico) = número de neutrones. N = A-Z
Partícula
Masa (kg)
Carga eléctrica (C)
Neutrón
1,67492x10-27
0
Electrón
9,1095x10-31
-1,6021917x10-19
Protón
1,67261x10-27
+1,6021917x10-19
Existen partículas más pequeña que el átomo llamadas Quartz, aunque existe evidencia experimental que no existen Quartz libres. Los Quartz poseen cargas eléctricas que son una fracción de la carga eléctrica del electrón.
Protón
2
3
e 2
1
3
e
3
e
CARGA ELÉCTRICA. En
la materia, la carga eléctrica, se manifiesta cuando existe un desequilibrio entre los protones y electrones de uno o varios de los átomos que componen la materia, es decir, cuando los átomos ganan o pierden electrones por un exceso de energía debido a algún fenómeno externo.
Son
los electrones (especialmente los electrones libres o electrones de conducción, que son aquellos que se encuentran en la ultima órbita de un átomo y que no están enlazados con otros átomos) los que se movilizan de un lugar a otro debido a que se encuentran en las nubes electrónicas, son fáciles de arrancarlos y por lo tanto dan la característica eléctrica a un átomo.
La
carga eléctrica en el S.I.: Coulomb (C) A veces se la mide en: 3 miliCoulomb (1mC 10 C ); microCoulomb ( 1 C 106 C ); nanoCoulomb (1nC 109 C ). Cuando
un átomo gana o pierde electrones se dice que se ha ionizado.
Son los electrones los que determinan la carga eléctrica en un material.
TIPOS DE MATERIALES. Existen 4 tipos de materiales y su clasificación depende mucho de los electrones libres por unidad de volumen vo lumen que contienen. Estos materiales son: Conductores. Aislantes o dieléctricos. Semiconductores.
0
1 Aislantes
1011 Semiconductores
1023 Conductores
e/cm3
CONDUCTORES. Son materiales en los cuales las cargas eléctricas (electrones libres e iones) se pueden mover con mucha facilidad. Ejemplo: todos los metales, el cuerpo humano, el grafito, los ácidos, las bases, las sales, la tierra, el agua, etc.
AISLANTES O DIELÉCTRICOS. Son materiales en los cuales las cargas eléctricas se pueden mover con mucha dificultad. Ejemplo: el vidrio, los plásticos en general, el caucho, la madera seca, el nylon etc.
SEMICONDUCTORES. Son materiales que se pueden comportar como aislantes o conductores y en los cuáles se puede cambiar el número de electrones libres por centímetro cúbico mediante cambios pequeños en las condiciones del material, introduciendo por ejemplo pequeñas cantidades de impurezas o variando el voltaje aplicado, la temperatura, o la intensidad de luz que incide en el material. Ejemplo: el silicio, el germanio, etc.
PROPIEDADES DE LA CARGA ELÉCTRICA. 1. Existen 2 tipos de cargas eléctricas en la naturaleza, positivas y negativas, con la propiedad de que cargas eléctricas de diferentes signos se atraen y que cargas eléctricas del mismo signo se repelen.
¿Las fuerzas eléctricas cumplen la Tercera ley de Newton?
2. La fuerza eléctrica entre las cargas eléctricas varía inversamente proporci rcional al cuadrado de la distan tancia que las separa.
F
F
r
F
r
¿Qué ¿Qué diag diagra rama ma mu mue estra stra corr orrecta ectam men ente te la mag agni nitu tud d de las las fue uerz rza as relativas y las direcciones de las fuerzas electrostáticas en las dos esferas?
A)
B)
C)
D)
E) Ninguna de estas pueden ser correctas
