CARGA ELÉCTRICA Y SUS PROPIEDADES

1.3 CARGA ELÉCTRICA Y SUS PROPIEDADES

Algunos experimentos sencillos demuestran la existencia de fuerzas y cargas eléctricas. Por ejemplo, después de pasar un peine por el cabello en un día seco, descubrirá que el peine puede atraer pedacitos de papel y que la fuerza atractiva es lo suficiente mente fuerte para sostener los trocitos de papel, el mismo efecto se puede observar con el vidrio y el caucho si se frotan con seda o piel. Otro experimento es frotar con tela sintética un globo inflado el cual se adhiere a una pared durante horas. Cuando los materiales se comportan así se dice que están electrificados o se han cargado eléctricamente. Estos experimentos funcionan mejor en días secos ya que la humedad relativa en el aire puede ocasionar que la carga acumulad se escape a tierra.

figura 1.1

Figura 1.1

Benjamín Franklin (1706-1790) a través de experimentos se encontró que hay dos tipos de cargas eléctricas y les asigno los nombres de positiva y negativa. Para demostrar este hecho tome una barra de caucho y frótela con un paño y después la suspende por medio de un hilo no metálico como en la figura 1.1, aproxime una barra de vidrio frotada previamente con seda a la barra de caucho, se observa que las dos se atraen entre si figura 1.1a. Por otro lado si dos barras de caucho (o de vidrio cargadas) se acercan figura 1.1b, las dos se repelen. Esta observación nos indica que el caucho y el vidrio están electrificados de forma diferente. Estas observaciones nos permiten concluir que dos cargas similares se repelen entre si y dos cargas opuestas se atraen entre si. Esto se comprende a partir del hecho de que la materia neutra, sin carga, contiene cargas eléctricas positivas y negativas.

La carga eléctrica sobre una barra de vidrio se denomina positiva(+) cualquier cuerpo que sea repelido por la barra de vidrio debe tener carga positiva, cualquier cuerpo que sea atraído tendrá carga negativa. La carga en una barra de caucho se denomina negativa(-), y cualquier cuerpo que es atraído por una barra de caucho debe tener carga positiva, cualquier cuerpo que sea repelido tendrá carga negativa .

Las carga eléctricas de atracción son responsables del comportamiento de productos comerciales: Por ejemplo, el plástico en lentes de contacto (etafilocom) el cual esta hecho de moléculas que atraen eléctricamente las moléculas de las proteínas en las lagrimas humanas, las que son absorbidas y sostenidas por el plástico de tal forma que los lentes os al fina están formados de lagrimas humanas, de esta forma el ojo no percibe al lente como un objeto extraño. Muchos cosméticos utilizan esta ventaja de las fuerzas eléctricas al incorporan materiales que son atraídos eléctricamente ala piel o el cabello permitiendo que permanezcan en su lugar una vez aplicados.

La carga eléctrica siempre se conserva, cuando un cuerpo se frota con otro, no se recrea carga en el proceso, la electrificación se debe a una transferencia de cargas de un cuerpo a otro. Un cuerpo gana carga eléctrica negativa mientras que otro gana carga eléctrica positiva. Apartir de la comprensión de la estructura atómica se sabe que los electrones tienen carga eléctrica negativa y nos permite comprender que al frotar vidrio en seda los electrones son transferidos de el vidrio a la seda, de igual manera al frotar caucho con piel los electrones se transfieren de la piel a la caucho, con lo cual la piel se queda con carga positiva (falta de electrones) y el caucho con carga negativa (exceso de electrones).

Robert Millikan (1868-1953) descubrió que la carga eléctrica es múltiplo de la unidad fundamental carga eléctrica (electrón) e*, la carga (q) esta cuantizada y existe como paquetes discretos y se puede escribir q = Ne donde N es un numero entero. Experimentos a nivel atómico muestran que el electrón

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