Cargas Eléctricas

INTRODUCCIÓN

La Electricidad categoría de fenómenos físicos originados por la existencia de cargas eléctricas y por la interacción de las mismas. Cuando una carga eléctrica se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio; cuando está en movimiento, produce además efectos magnéticos. Los efectos eléctricos y magnéticos dependen de la posición y movimiento relativos de las partículas con carga. En lo que respecta a los efectos eléctricos, estas partículas pueden ser neutras, positivas o negativas. La electricidad se ocupa de las partículas cargadas positivamente, como los protones, que se repelen mutuamente, y de las partículas cargadas negativamente, como los electrones, que también se repelen mutuamente. En cambio, las partículas negativas y positivas se atraen entre sí. Este comportamiento puede resumirse diciendo que las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de distinto signo se atraen.

DESARROLLO

CARGA ELÉCTRICA

La carga eléctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar la pérdida o ganancia de electrones.

La carga eléctrica q puede clasificarse como carga eléctrica positiva (protones) y carga eléctrica negativa (electrones). Los fenómenos eléctricos se atribuyen a la separación de las cargas eléctricas del átomo y su movimiento. Por esta razón el concepto de carga eléctrica es la base para definir los fenómenos eléctricos.

La unidad de medida de la carga es el coulomb (C), En honor al Físico e Ingeniero militar Charles Augustin Coulomb (1736 - 1806) este francés fue el primero en explicar de forma matemática la ley de atracción de las cargas.

Un coulomb (C) es la carga de |6.24X1018| electrones o la carga de un electrón es una carga negativa de 1.6021X10-19 (C).

La carga eléctrica de un cuerpo u objeto se establece a partir de la relación entre el número de protones y el número de electrones existentes en el. Si esta relación es de igualdad se dice que el cuerpo no está cargado. Si el número de electrones es mayor al número de protones, afirmamos que el cuerpo está cargado negativamente. Si el número de electrones es menor que el número de protones afirmamos que el cuerpo está cargado positivamente.

Cargar un cuerpo negativa o positivamente es consecuencia de la ganancia o pérdida de electrones respectivamente. Es de resaltar que los elementos con capacidad de transferirse son los electrones.

TIPOS DE CARGAR ELÉCTRICAS

Los tipos de cargas eléctricas caen dentro de cuatro categorías: resistivas, capacitivas, inductivas o una combinación de las anteriores. Algunas cargas son puramente resistivas, capacitivas o inductivas. La naturaleza imperfecta de cómo son construidos los dispositivos eléctricos o electrónicos causa inductancia, capacitancia y resistencia para ser una parte inherente de muchos dispositivos.

Cargas resistivas

Un resistor es un mecanismo que resiste el flujo de la electricidad. Al hacerlo, parte de la energía eléctrica es disipada como calor. Dos cargas comunes resistivas son los bulbos de luz incandescente y los calentadores eléctricos. La resistencia (R) es medida en ohms. Un bulbo de luz incandescente produce luz al pasar corriente eléctrica a través de un filamento en un vacío. La resistencia del filamento causa que se caliente y la energía eléctrica es convertida en energía luminosa. Los calentadores eléctricos trabajan de la misma manera, excepto que ellos producen una poca, si acaso, de luz. La corriente eléctrica y el voltaje en una carga resistiva se dicen estar "en fase" uno con otro. Como el voltaje se eleva o cae, la corriente también se eleva y cae con éste.

Cargas capacitoras

Un capacitor almacena energía eléctrica. Las dos superficies conductivas están separadas por un aislante no conductivo. Cuando una corriente eléctrica es aplicada a un capacitor, los electrones de la corriente se acumulan en la placa adjuntada a la terminal a la cual es aplicada la corriente eléctrica. Cuando la corriente es retirada, los electrones fluirán de regreso a través del circuito para alcanzar la otra terminal del capacitor. Los capacitores son utilizados en motores eléctricos, radio circuitos, fuentes de poder y muchos otros circuitos. La capacidad de un capacitor para almacenar energía eléctrica es llamada capacitancia (C). La unidad principal de medida es el faradio, pero la mayoría de los capacitores están medidos en microfaradios. La corriente lleva el voltaje de un capacitor. El voltaje a través de las terminales comienza a cero voltios mientras la corriente está a su máximo. A medida que la carga se desarrolla en la placa del capacitor, el voltaje se eleva y la corriente cae. A medida que un capacitor se descarga, la corriente se eleva y el voltaje cae.

Cargas inductivas

Un inductor puede ser cualquier material conductor. Cuando un cambio de corriente pasa a través de un inductor, éste induce un campo magnético alrededor de este mismo. Girando el inductor en una bobina incrementa el campo magnético. Un principio similar ocurre cuando un conductor es colocado en un campo magnético cambiante. El campo magnético induce una corriente eléctrica en el conductor. Ejemplos de cargas inductivas incluyen transformadores, motores eléctricos y bobinas. Dos series de campos magnéticos en un motor eléctrico opuestos uno con otro, forzan al árbol del motor para que gire. Un transformador tiene dos inductores, uno primario y uno secundario. El campo magnético en el devanado primario induce una corriente eléctrica en el devanado secundario. Una bobina almacena energía en un campo magnético que induce cuando un cambio de corriente pasa a través de éste y libera la energía cuando la corriente es retirada. La inductancia (L) es medida en henrios. El cambio de voltaje y corriente en un inductor están fuera de fase. A medida que la corriente se eleva al máximo, el voltaje cae.

Cargas combinadas

Todos los conductores tienen alguna resistencia bajo condiciones normales y también exhiben influencias inductivas y capacitivas, pero esas pequeñas influencias son generalmente despreciadas para fines prácticos. Otras cargas hacen uso de varias combinaciones de inductores, capacitores y resistores para llevar a cabo funciones específicas. El condensador

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