• Document: Instituto Nacional Física Prof.: Aldo Scapini
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Instituto Nacional Física Prof.: Aldo Scapini Nombre:________________________________________________Curso:__________ ELECTROESTÁTICA En este capitulo se dará inicio al estudio de la Electricidad, es decir, vamos a tratar de entender una gran variedad de efectos, muy ligados a nuestra vida diaria, denominados fenómenos eléctricos. El estudio de la Electricidad se divide en tres partes: a) Electrostática; se encarga de estudiar las cargas eléctricas en reposo. b) Electrodinámica; estudia las cargas en movimiento, es decir las corrientes eléctricas que circulan a través de un conductor. c) Electromagnetismo; se preocupa de estudiar las relaciones entre las cargas eléctricas en movimiento y la generación de fenómenos magnéticos. INTRODUCCIÓN En lo referente a la naturaleza de la electricidad, mucho se ha especulado a través del tiempo pero, a pesar de todos los esfuerzos y descubrimientos, solo una afirmación categórica se puede hacer al respecto: LA ELECTRICIDAD ES UNA FORMA DE ENERGIA Esta forma de energía puede decirse que ya fue observada en sus manifestaciones atmosféricas por el hombre primitivo, el rayo fue un fenómeno al cual se le intentó dar explicaciones sobrenaturales. El estudio de la electrostática en forma formal tiene su inicio con los griegos, siendo Thales de Mileto (año 600 a.c.) filosofo griego considerado uno de los sabios de la antigüedad y el primero que se dedica al estudio de los fenómenos eléctricos básicos. Los Griegos observaron que el ámbar al ser frotado adquiría la propiedad de atraer objetos livianos, como por ejemplo, pelo, semillas pequeñas, etc. Los griegos, admirados, ante esta capacidad de actuar a distancia, trataron de explicarla por medio de algún mecanismo. Unos le atribuyeron origen divino, otros creían que los cuerpos eran atraídos para servir de alimento al ámbar, otros suponían la existencia de una simpatía entre los cuerpos que atraían y los atraídos. Casi 2500 años mas tarde, en el siglo XVI, el Ingles W. GILBERT (1544-1603) inspirándose en el nombre griego de ámbar (elektrón) comenzó a usar palabras como electrizar, electricidad etc. Al referirse a los cuerpos que se comportaban como el ámbar descubrió después de realizar experimentos muy cuidadosos que cierta categoría de cuerpos, al frotarse pueden atraer a cualquier otro cuerpo aunque estos no sean livianos. Instituto Nacional Física Prof.: Aldo Scapini Gilbert apoyó una flecha de un material cualquiera sobre una base y aproximó una barra de ámbar frotada con lana y observó que la flecha era atraída por la barra. Repitiendo muchas veces los experimentos de Gilbert y otros semejantes, sus sucesores observaron que, podrían aparecer entre dos cuerpos electrizados fuerzas de atracción o también fuerzas de repulsión. Carga positiva y carga negativa: Si una barra de vidrio se frota con seda, se dice que el vidrio queda con carga vítrea o positiva, en tanto que la seda queda con carga negativa. Por lo que todo cuerpo que se encuentre electrizado al acercarlo a la barra de vidrio sea repelido, diremos que esta electrizados positivamente. Existe un segundo grupo de cuerpos que se comportan como una barra de resina (ámbar) frotada con lana, que al acercarse entre sí estos cuerpos también se repelen, pero al acercarlos a los cuerpos de grupo anterior (vítreo), se atraen. Los cuerpos que pertenecen a este segundo grupo se les dice que se encuentran electrizados negativamente. Por lo que podemos concluir que: Existen dos tipos de carga eléctrica: positivas o vítrea y negativa o resinosa. Las cargas de igual tipo (mismo signo) se repelen y de distinto tipo (signo contrario) se atraen. Negativa con positiva se atraen Negativa con negativa se repelen Instituto Nacional Física Prof.: Aldo Scapini ¿Por qué se electriza un cuerpo? Con los descubrimientos realizados en este siglo, se sabe que en realidad el proceso de electrización consiste en la transferencia de electrones de un cuerpo a otro. La teoría atómica moderna enseña que la materia está constituida, básicamente, por protones (poseen carga positiva), electrones (poseen carga negativa) y neutrones (no poseen carga) (Modelo de Rutherford - Bohr) Un cuerpo en su estado normal, no electrizado, posee igual número de protones como de electrones, si el cuerpo pierde electrones, tendrá un exceso de protones, por lo que se encuentra electrizado positivamente. Si recibe electrones, tendrá una exceso de estas partículas y estará electrizado negativamente. Carga y masa del electrón, protón y neutrón Partícula Carga (C) Masa (kg) Electrón(e) -1.602 x10-19 9.1 x 10 -31 Protón (p) +1.602 x10-19 1.67 x 10-27 Neutrón (n)

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