Carga Electrica

Carga eléctrica
En una época tan remota como 600 A.C., los griegos de la antigüedad descubrieron
que cuando frotaban ámbar contra lana, el ámbar atraía otros objetos. En la actualidad
decimos que con ese frotamiento el ámbar adquiere una carga eléctrica neta o que se
carga. La palabra “eléctrico” se deriva del vocablo griego elektron, que significa ámbar.
Cuando al caminar una persona frotasus zapatos sobre una alfombra de nailon,
se carga eléctricamente; también carga un peine si lo pasa por su cabello seco.
Atracción y repulsión eléctricas En ocasiones, la atracción y la repulsión
de dos objetos cargados se resume como “cargas iguales se repelen, y cargas opuestas se
atraen”. Sin embargo, tenga en cuenta que la frase “cargas iguales” no significa que las dos cargas
seanidénticas, sino sólo que ambas carga tienen el mismo signo algebraico (ambas positivas
o ambas negativas). La expresión “cargas opuestas” quiere decir que los dos objetos tienen
carga eléctrica de signos diferentes (una positiva y la otra negativa).
Carga eléctrica y la estructura de la materia
Cuando se carga una varilla frotándola con piel o con seda, como en la figura, no
hay ningún cambiovisible en la apariencia de la varilla. Entonces, ¿qué es lo que
realmente sucede a la varilla cuando se carga? Para responder esta pregunta, debemos
analizar más de cerca la estructura y las propiedades eléctricas de los átomos, que son
los bloques que constituyen la materia ordinaria de todas clases.
La estructura de los átomos se describe en términos de tres partículas: el electrón,
con carganegativa; el protón, cuya carga es positiva; y el neutrón, sin carga
El protón y el neutrón son combinaciones de otras entidades llamadas
quarks, que tienen cargas de y de la carga del electrón. No se han observado
quarks aislados, y no hay razones teóricas para suponer que en principio esto
sea imposible.
Los protones y los neutrones en un átomo forman el núcleo, pequeño y muy denso,
cuyasdimensiones son del orden de 10–15 m. Los electrones rodean al núcleo a
distancias del orden de 10–10 m. Si un átomo midiera algunos kilómetros de diámetro,
su núcleo tendría el tamaño de una pelota de tenis. Los electrones cargados negativamente
se mantienen dentro del átomo gracias a fuerzas eléctricas de atracción
que se extienden hasta ellos, desde el núcleo con carga positiva. (Losprotones y los
neutrones permanecen dentro del núcleo estable de los átomos, debido al efecto de
atracción de la fuerza nuclear fuerte, que vence la repulsión eléctrica entre los protones.
La fuerza nuclear fuerte es de corto alcance, por lo que sus efectos no llegan
más allá del núcleo.)

La carga eléctrica se conserva
principio de conservación de la carga:
La suma algebraica de todas lascargas eléctricas en cualquier sistema cerrado es
constante.
El segundo principio importante es:
La magnitud de la carga del electrón o del protón es la unidad natural de carga.

Conductores, aislantes y cargas inducidas
Ciertos materiales permiten que las cargas eléctricas se muevan con facilidad de una
región del material a la otra, mientras que otros no lo hacen.
Por ejemplo, un alambre decobre sostenido por una cuerda de nailon. Suponga que
usted toca un extremo del alambre con una varilla de plástico cargado, y su otro extremo
lo une con una esfera metálica que, al principio, está sin carga; después, quita la
varilla cargada y el alambre. Cuando acerca otro cuerpo cargado a la esfera
, ésta se ve atraída o repelida, lo cual demuestra que se cargó eléctricamente.
Se transfiriócarga eléctrica entre la esfera y la superficie de la varilla de plástico,
a través del alambre de cobre.
El alambre de cobre recibe el nombre de conductor de electricidad. Si se repite el
experimento con una banda de caucho o un cordón de nailon en vez del alambre, se
verá que no se transfiere carga a la esfera. Esos materiales se denominan aislantes.
Los conductores permiten el...