Laboratorio de Temas Selectos de Electromagnetismo y Óptica

Universidad Autónoma de Zacatecas[pic 1][pic 2]

Unidad Académica de Ciencias Químicas

Licenciatura en Ingeniería Química

Universidad Autónoma de Zacatecas

“Francisco García Salinas”

Unidad Académica de Ciencias Químicas

Licenciatura en Ingeniería Química

Asignatura

Laboratorio de Temas Selectos de Electromagnetismo y Óptica

Ciclo escolar enero-julio 2021

Competencia:

Cargas eléctricas

Actividad:

Ensayo cargas eléctricas

Estudiante:

Juan José Pacheco Tovar

Tutores de la Asignatura:

MHyPE. Ricardo Conejo Flores

I.Q. Ethson Uriel Carrera Arellano

Zacatecas, Zac. a los 28 días del mes de enero del 2021.

INTRODUCCIÓN.

En física podemos hablar de cuatro fuerzas entre cuerpos y entre la materia, las cuales son fuerza gravitacional, fuerza eléctrica,  nuclear débil y nuclear fuerte. De estas fuerzas se desprenden lo que serian el campo gravitacional y el campo eléctrico, que es el tema de interés en este bloque y presente trabajo.

Así como un objeto de masa acelera bajo la acción de la gravedad, un objeto cargado acelera bajo la acción de un campo eléctrico. Cuando frote sus zapatos en la alfombra y luego toque la perilla de metal, sentirá una descarga eléctrica inesperada, que es causada por partículas cargadas que saltan de los dedos a la perilla. (Sears, F; Zemansky, M; Young, H; Freedman, 2009).

Las corrientes eléctricas como los rayos o la televisión son solo corrientes de partículas cargadas que pasan a través de los cables en respuesta a la electricidad. Incluso la fuerza que mantiene unidos a los átomos y forma materia sólida (evitando que los átomos de un objeto sólido se atraviesen entre sí) se debe principalmente a las interacciones eléctricas entre las partículas cargadas dentro de los átomos.

Se tratará en este ensayo de explicar que es la carga eléctrica, los tipos de carga que hay, así como las características de los materiales asociados a estas cargas, como es que que se puede llevar a cabo el fenómeno de la carga eléctrica, entre otras cosas.

DESARROLLO.

En la naturaleza, podemos encontrar que la carga eléctrica es algo que es inherente a la materia y no se puede separar de ella, lo que nos lleva a poder afirmar que donde quiera que se encuentre materia existirá también una carga eléctrica. Pero aquí debemos aclarar que también es cierto que no toda materia experimenta fenómenos del tipo eléctrico.

Ya en el año 600 a. C., los antiguos griegos descubrieron que cuando frotaban el ámbar contra la lana, el ámbar atraía otros objetos. Hoy en día decimos que con este roce el ámbar adquiere una carga eléctrica neta o que se carga. La palabra "eléctrico" se deriva de la palabra griega elektron, que significa ámbar.

La materia, que es de lo que están hechas las cosas, se sabe que se compone de partes mas pequeñas y a su vez indivisibles llamadas átomos, pero estos en su interior cuentan con partículas subatómicas que aparte de formarlo, le dan a la materia algunas características tales como la propiedad de la que hablamos de la carga eléctrica. Estas partículas son los protones, neutrones y electrones, y tanto protones como electrones poseen la propiedad de la carga eléctrica.

Partiendo de su definición sabemos que la carga eléctrica resulta ser una propiedad intrínseca que está presente en las partículas que componen al átomo, y que dicha carga se manifiesta a través de atracción y repulsión, lo que determina las atracción electromagnéticas que puede llevar a cabo esta carga, teniendo como resultado entonces la carga positiva y la carga negativa.

Generalmente, los átomos de la materia tienen tanto protones como electrones, por lo tanto poseerán tantas cargas eléctricas negativas como positivas. Al tener similar numero de ellas, hace que estos sean neutros. Introduciendo ahora el concepto de trasferencia o flujo de electrones, sabemos que los átomos pueden ganar y perder a estos, la razón es debido a que son los que se encuentran orbitando el núcleo, y pueden saltar de un átomo a otro y formas nuevos enlaces, debido a que se encuentran unidos por la interacción nuclear débil, que en términos generales es sencilla de romper.

Benjamín Franklin, quien realizó muchos experimentos con cargas eléctricas, propuso un modelo mecánico para este fenómeno. En su modelo, la carga eléctrica de un objeto implicaba la transferencia de un flujo eléctrico que estaba presente en toda la materia. Cuando dos objetos se frotan entre sí, parte del flujo eléctrico pasa de uno a otro. Como resultado, un objeto tiene una cantidad extra de flujo eléctrico y el otro un déficit de ese flujo. El exceso de flujo crea un tipo de carga eléctrica que Franklin denominó positiva. Un déficit en el mismo flujo crea el otro tipo de carga eléctrica que llamó negativa.

Usando la convención sugerida por Franklin, la carga eléctrica en una barra de vidrio se llama positiva y la de una barra de goma se llama negativa. En consecuencia, cualquier cuerpo cargado que sea atraído por una barra de caucho cargada (o repelido por una barra de vidrio cargada) debe tener una carga positiva, y cualquier cuerpo cargado que sea repelido por una barra de caucho cargada (o atraído por una barra de caucho cargada) cargado vidrio) debe tener una carga negativa.

Con la ganancia o perdida de electrones entonces, los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica. Y tenemos dos situaciones que pueden ocurrir:

1. Si un átomo gana electrones, la materia adquiere carga eléctrica negativa, porque cuenta con un exceso de electrones.
2. Si un átomo pierde electrones, la materia adquiere carga eléctrica positiva, la razón es que ahora tendrá una deficiencia de electrones.

Si tenemos entonces materia electrizada, ya sea por perdida o ganancia de electrones, esta carga eléctrica nos indica una magnitud física la cual podemos medir y cuantificar. Y y nuestra cantidad neta de electricidad (carga eléctrica) va a ser igual al numero entero de veces que tengamos la carga del electrón.

La unidades para medir la carga eléctrica las debemos a Coulomb,  por tanto en el sistema internacional (SI) la unida será el Coulomb (C) lo que equivale a la carga eléctrica de unos seis trillones de electrones. Tenemos que:

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