Cargas Electricas

1. ¿Cuáles son las propiedades más importantes de las cargas eléctricas?. Explique

a. El principio de conservación de la carga que establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva.

b. Siempre se encuentra en equilibrio electrostático, la cantidad de protones y electrones siempre es la misma. Un objeto se carga negativamente si ha ganado electrones o positivamente si ha perdido electrones.

c. Poseen carga neta, es decir una fracción muy pequeña de la carga positiva o negativa total del cuerpo.

d. La carga eléctrica está cuantizada, siendo la unidad básica de la carga del electrón: 1,602×10-19 coulombs.

e. La carga de un objeto será siempre múltiplo de la carga del electrón, es decir: Q = Nqe donde “N” siempre será un número entero.

2. Una regla de plástico cargada, con frecuencia atrae pequeños fragmentos de papel seco que posteriormente caen cuando alguien toca la regla. Explique este comportamiento.

Sucede que cuando se frota plástico contra ciertos materiales, se carga con electricidad estática, producida por las cargas eléctricas que se transmiten del material a la regla. Estas a su vez generan un campo electromagnético que atrae las partículas de papel. Cuando alguien toca la regla, ésta queda sin carga, regresando a su estado de equilibrio, por lo que los papeles caen. Lo mismo sucede con la humedad, pues actúa como aislante eléctrico y dificulta el movimiento de las cargas.

3. Que evidencia experimental existe para sugerir que solo hay dos tipos de carga?

Cuando una barra de plástico se frota con un paño de lana, se electriza. Lo mismo sucede si una barra de vidrio se frota con un paño de seda, pero dos barras de plástico o dos de vidrio electrizadas se desprenden entre sí; sin embarga la barra de plástico atrae a la de vidrio y viceversa. Esto llevó a W. Gilbert (1544 – 1603) a distinguir entre la electricidad que adquiere el vidrio y la que adquiere el plástico. Y Benjamín Franklin en el siglo XVIII explicó los fenómenos eléctricos a través de la teoría del fluido eléctrico. Él pensaba que en los cuerpos no electrizados (neutros) el fluido permanecía de manera equilibrada, pero cuando dichos cuerpos se electrizan entre sí, el “fluido eléctrico” se transfería: el que quedaba con más fluido era electrizado positivamente (+) y el que resultaba con menos fluido se electrizaba de modo negativo (-). Llamó a la electricidad “vítrea” de Gilbert electricidad positiva (+) y a la “resinosa” electricidad negativa (-).

4. Explique el proceso de cargar un material conductor, por inducción.

Se puede cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él a una varilla de material aislante, cargado. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de ésta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquélla y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. La carga por inducción no se restringe a los conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales.

En la inducción no es necesario que los dos cuerpos estén cargados. Por ejemplo al frotar una regla de plástico con una franela, la regla se cargará y al acercarla a papeles, estos van a quedar pegados, pero los papales no están con carga.

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