Carga Electrica

1.- Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas sub-atómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuentede una de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnética.

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por definición, los electrones tienen carga -1, también notada -e. Los protones tienen la carga opuesta, +1 o +e. Los quarks tienen carga fraccionaria ±1/3 o ±2/3, aunque no se han observado aislados en la naturaleza.En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio, y se corresponde con la carga de 6,25 × 1018 electrones aproximadamente.



2.- Tipos de carga

Si se toma una varilla de vidrio y se frota con seda colgándola de unhilo largo (también de seda), se observa que al aproximar una segunda varilla (frotada con seda) se produce una repulsión mutua. Sin embargo, si se aproxima una varilla de ebonita, previamente frotada con una piel, se observa que atrae la varilla de vidrio colgada. También se verifica que dos varillas de ebonita frotadas con piel se repelen entre sí. Estos hechos se explican diciendo que al frotaruna varilla se le comunica carga eléctrica y que las cargas en las dos varillas ejercen fuerzas entre sí.
Los efectos eléctricos no se limitan a vidrio frotado con seda o a ebonita frotada con piel. Cualquier sustancia frotada con cualquier otra, en condiciones apropiadas, recibe carga en cierto grado. Sea cual sea la sustancia a la que se le comunicó carga eléctrica se verá que, si repele alvidrio, atraerá a la ebonita y viceversa.
No existen cuerpos electrificados que muestren comportamientos de otro tipo. Es decir, no se observan cuerpos electrificados que atraigan o repelan a las barras de vidrio y de ebonita simultáneamente: si el cuerpo sujeto a observación atrae al vidrio, repelerá a la barra de ebonita y si atrae a la barra de ebonita, repelerá a la de vidrio.
La conclusiónde tales experiencias es que sólo hay dos tipos de carga y que cargas similares se repelen y cargas diferentes se atraen. Benjamín Franklin denominó positivas a las que aparecen en el vidrio y negativas a las que aparecen en la ebonita.
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Interacciones entre cargas de igual y distinto signo.

3.- Frotación

Tomemos un trozo de vidrio y un trozo de resina solidificada (ámbar), ninguno delos cuales presenta propiedades 'eléctricas'. Realicemos las siguientes pruebas con estas muestras:
a) Frotar los dos trozos entre sí, y mantenerlos en contacto. Se observa que no muestran 'propiedades eléctricas'.
b) Separar las muestras. Se observa entonces que éstas se atraen mutuamente. Este es el efecto 'eléctrico' al que nos referíamos previamente; la interacción de las muestras.

Siahora tomamos otros dos trozos, uno de vidrio y el otro de resina, y los frotamos entre sí, se observará lo siguiente:
i Los dos trozos de vidrio se repelen entre sí.
ii Los dos trozos de resina se repelen entre sí.
iii El vidrio siempre atrae a la resina.

Este sencillo experimento nos permite concluir que existen dos clases de 'electricidad', que podemos llamar 'tipo vidrio' o 'positiva' y'tipo resina' o negativa. Naturalmente, un solo experimento no es suficiente para establecer este hecho, pero lo aceptaremos ya que todos los experimentos realmente realizados en siglos de experimentación son compatibles con la existencia de sólo dos clases de 'electricidad'. Desde luego que no hay nada intrínsecamente positivo ni negativo en el vidrio ni el ámbar (resina), se trata sólo de una...