cargas electricas

CARGAS ELÉCTRICAS
I. OBJETIVOS
Comprobar experimentalmente la existencia de la propiedad fundamental de la materia llamada carga eléctrica.
Observar experimentalmente cómo se cargan cuerpos mediante el proceso de frotamiento.
Experimentar la electrización por contacto y la inducción eléctrica.
Observar cualitativamente el comportamiento de los cuerpos cargados.
II. EXPERIMENTO
A. MODELOTEORICO
Se atribuye a Thales de Mileto el haber observado que un trozo de ámbar frotado con un paño o una piel adquiere la propiedad de atraer cuerpos livianos. W. Gilbert comprobó que no solo el ámbar, sino muchos otros cuerpos, como el vidrio y la ebonita, la resina, el azufre, el lacre, etc. Presentan la citada propiedad de atraer cuerpos livianos después de ser frotados.
Si usted camina sobreuna alfombra en tiempo seco, es muy probable que se produzca una chispa al tocar la perilla metálica de una puerta. En una escala más amplia, todos estamos familiarizados con el fenómeno del relámpago. Tales fenómenos ponen en evidencia la gran cantidad de carga eléctrica que se almacenan en los objetos que nos rodean.
La neutralidad eléctrica de la mayoría de los objetos en nuestro mundovisible y tangible oculta el contenido de cantidades enormes de carga eléctrica positiva y negativa que, en su mayor parte, se cancelan entre sí sus efectos externos. Sólo cuando éste equilibrio eléctrico se perturba, la naturaleza nos revela los efectos de una carga positiva o negativa no compensada. Cuando decimos que un cuerpo está “cargado” queremos decir que tenemos un desbalance de carga, aúncuando la carga neta represente generalmente tan sólo una pequeñísima fracción de la carga positiva o negativa total contenida en el cuerpo.
La carga eléctrica es una propiedad inherente a la materia, no puede crearse o suprimirse ("Principio de Conservación de la Carga") Un cuerpo de manera natural posee la misma cantidad de carga de cada tipo positiva y negativa. Para lograr que un cuerpo quedecargado eléctricamente se requiere que haya en él un exceso de uno de los dos tipos de carga, lo cual se puede lograr por medio de diferentes procesos:
Carga de un cuerpo por conducción
Suponga que el cuerpo A (Fig. 2), tiene inicialmente carga positiva, y el cuerpo B está inicialmente descargado. Cuando se conectan los dos cuerpos con un conector, estos comparten la carga, algo de laelectricidad de A pasa por el conducto al cuerpo B. De acuerdo a lo que se ha dicho antes, la transferencia de carga positiva de A a B, como lo señala la flecha en la Fig. 2, es realmente una transferencia de electrones de B a A.




Carga de un cuerpo por inducción
La otra forma por la que el cuerpo B puede recibir una carga de la influencia del cuerpo A, es por medio de inducción. Suponga que elcuerpo A cargado positivamente, se acerca pero no toca el cuerpo B. Algunos de los electrones en B son atraídos por la carga positiva en A, en el lado de B más próximo a A. Esta separación de cargas se llama polarización Fig. 3.

Si quitamos al cuerpo A, las cargas de B se redistribuirán debido a sus interacciones mutuas. Si se aproxima el cuerpo A y se conecta a tierra elcuerpo B, las cargas que provocan repulsión son neutralizadas por las cargas de la tierra. Si las cargas repulsoras son positivas, los electrones fluirán desde la tierra al cuerpo; y si las cargas repulsoras son negativas, los electrones fluirán del cuerpo a la tierra. La situación se representa en la Figura 4.


Si la carga A no se quita, la carga que va quedando en B debería ser neutralizadapor la tierra. Para evitar esto, primero debe quitarse la conexión a tierra. Si ahora quitamos la carga A, la carga atrapada en B, se redistribuye bajo la influencia de la repulsión mutua de cargas iguales. Así que, en el caso de inducción electrostática, la carga inducida es de signo opuesto al de la carga inductora.

Si el cuerpo A estuviera totalmente encerrado por el cuerpo B, como se...