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APUNTES DE ELECTRICIDAD

Introducción:

En un día tormentoso saltan rayos entre las nubes y el suelo acompañados del fuerte ruido y el trueno. Todos estos fenómenos descritos son fenómenos eléctricos.
Ya Thales de Mileto, un griego que vivió 600 años antes de nuestra era, describe que el ámbar (una resina fósil que los fenicios traían de las costas del mar Báltico) frotado es capaz de atraercuerpos ligeros. Como ámbar en griego se dice electrón, a esta propiedad del ámbar se le llama electricidad. Hasta el año 1600, Guillermo Gilbert (1544-1603) médico inglés, observó que otros materiales tales como el vidrio, azufre, piedras preciosas, etc. eran también “eléctricos”, pero que los metales no lo eran. Benjamín Franklin (1706-1790), que tuvo entre otros méritos el de ser el primerfísico norteamericano, luego se una serie de experimentos, llamo positiva a la clase de electricidad que aparece en el vidrio y negativa a aquella que ocurre en el plástico; donde estos nombres han permanecido a través del tiempo. Podemos suponer que la materia posee dos clases de masa: la habitual que conocemos, como el contenido de materia en kilogramos, por ejemplo, y la masa eléctrica, responsablede la electricidad denominada carga eléctrica.
De los experimentos de Franklin se dedujo que además de existir dos clases de electricidad, las cargas iguales se atraen y opuestas se repelen. La interpretación actual de los cuerpos materiales es que, en su estado normal o neutro, contiene igual cantidad de electricidad positiva y negativa. Si se frotan dos cuerpos, por ejemplo, vidrio y seda, setransfiere una pequeña parte de un cuerpo hacia el otro, alterando su neutralidad eléctrica. En este caso, el vidrio adquirida una carga positiva o déficit de carga negativa, en tanto la seda se cargará negativamente o déficit de carga positiva. Pero si una vez efectuada la electrización se envuelve el vidrio con la seda, no se aprecia fuerza alguna sobre el cuerpo anterior. Ello indica que apesar de estar electrizadas sus partes, el conjunto vidrio-seda se comporta como si no lo estuviera, manteniendo una neutralidad eléctrica.
Este fenómeno fue interpretado por Franklin introduciendo el principio de conservación de la carga, según el cual cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro, pero en conjuntono hay producción neta de carga. En términos de cargas positivas y negativas ello significa que la aparición de una carga negativa en el vidrio va acompañada de otra positiva de igual magnitud en la seda o viceversa, de modo que la suma de ambas es cero.
Por otro lado, si una barra metálica, que se sostiene en la mano se frota con piel, no parece adquirir carga alguna. Sin embargo si se le tomacon una manilla de madera y el metal no se toca con las manos mientras se frota es posible cargarla. Esto se explica diciendo que los metales, el cuerpo humano, y la tierra son conductores de la electricidad y que el vidrio, los plásticos, la madera, etc. son aislantes o dieléctricos.
De acuerdo a este análisis, los cuerpos están formados por protones (carga positiva), electrones (carga negativa)y neutrones que son partículas sin carga eléctrica. Dos protones se rechazan entre sí, dos electrones se rechazan entre sí, un protón y un electrón se atraen entre sí y los neutrones no ejercen fuerza eléctrica alguna.
La carga eléctrica, al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia. Se manifiesta a través de fuerzas, denominadas estas electrostáticas, que son lasresponsables de los fenómenos eléctricos. Su influencia en el espacio puede describirse con el auxilio de la noción física de campo eléctrico. El concepto de potencial eléctrico hace posible una descripción alternativa de dicha influencia en términos de energías.
El desarrollo de la teoría atómica permitió aclarar el origen y la naturaleza de los fenómenos eléctricos; la noción de fluido...