Electrostatica

La electrostática es una rama de la física que estudia los efectos que se producen entre los cuerpos por consecuencia de su carga eléctrica o una manifestación habitual de la electricidad. Históricamente la electrostática fue una rama del electromagnetismo pero con la postulación de la Ley de Coulomb y las Leyes de Maxwell, se concluyó que las leyes de la electrostática pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico del electromagnetismo.

Coulomb inspirado por la ley de gravitación universal expuso que “La fuerza de repulsión o atracción entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa”. Gracias al avance con la ley de Coulomb se pudo determinar que la interacción eléctrica se produce entre cuerpos que están electrizados y pueden ser de atracción (si las cargas son de distintos signos) o de repulsión (si las cargas son del mismo signo).

Para manejar de manera clara y precisa esta ley hay que conocer que la materia es la sustancia que compone los cuerpos físicos que pueden ser líquidos, solidos o gaseosos y está compuesta por las siguientes estructuras:

• Molécula: unidad mínima de sustancia, compuesta por átomos.

• Átomo: Cantidad menor de un elemento químico, que está compuesto por tres estructuras.

1. Electrón: partícula elemental más ligera que forma parte de los átomos y contiene carga negativa.

2. Protón: partícula elemental 1836 veces mayor que un electrón, forma parte de los átomos y tiene la misma carga que un electrón pero positiva.

3. Neutrón: partícula elemental pesada, de carga neutra y masa aproximadamente igual a la del protón.

Hay materiales que permiten el paso de la electricidad, mejor conocidos como conductores, estos en su mayoría son metales. También hay materiales aislantes que no permiten el paso de la electricidad, los más conocidos son la madera y el plástico. Y está el caso de los semi-conductores que a bajas temperaturas son aislantes y a determinada temperaturas son conductores algunos son el silicio, el germanio y el selenio.

Formas de cargar un cuerpo:

• Por Contacto: se produce cuando un cuerpo neutro toca a otro previamente cargado. Si el segundo posee carga positiva el primero adquiere esta carga.

• Por Frotamiento: se produce al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros, uno queda con carga positiva y otro con carga negativa.

• Por Inducción: se produce al acercar un cuerpo electrizado a uno neutro, la carga inicial del cuerpo neutro no variara pero en algunas zonas estará cargado positivamente y en otras negativamente; por lo cual el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y lo atrae.

Una carga eléctrica es la propiedad de la materia la cual es capaz de ejercer fuerzas de tipo eléctrico, habitualmente se denota por la letra “q”. Tiene por características que:

• Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas.

• Las interacciones eléctricas son más intensas que las interacciones gravitatorias.

• Las interacciones entre cargas eléctricas pueden ser atractivas o repulsivas.

Y sus propiedades son:

• Principio de conservación de la carga: en todos los procesos que ocurren en un sistema aislado, la carga total permanece constante.

• Cuantificación de la carga: la carga eléctrica no aparece en cualquier cantidad, si no en múltiplos enteros de una unidad fundamental.

• Estructura Atómica: todo proceso de transferencia de carga se puede entender como un proceso de transferencia de electrones entre los átomos de dos cuerpos.

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