Electostatica

Ing. Alberto Cortés.

Electrostática.
Introducción: Electricidad- del griego electro, que significa ámbar. Durante el siglo IX, hombres como Faraday, Amper y Maxwell realizaron grandes avances que nos permitieron comprender la electricidad, sus trabajos fueron tan fructuosos que nos permitieron ya por los años 1900 decir que las leyes básicas de la electricidad eran conocidas con precisión,estas se conocían como leyes de Maxwell. A partir de entonces han existido vastos cambios debido a la teoría de Einstein, sin embargo las ecuaciones de las leyes de Maxwell se siguen cumpliendo, más no se aceptan sus conceptos básicos. Para iniciar fijaremos nuestra atención en que la propiedad eléctrica da lugar a una interacción más fuerte que la de gravitación, que da como resultado una atracciónuniversal entre dos masas cualesquiera, (Fig. 1) (debemos reconocer que solamente hay una clase de interacción gravitacional); por el contrario hay dos clases de interacciones eléctricas, es decir, supongamos que acercamos una varilla de vidrio (o Lucita) electrizada a una pequeña esfera de caucho (sauco) suspendida de un hilo. Vemos que la varilla atrae la esfera. Si repetimos esto, pero con unavarilla de ámbar (o vulcanita) electrizada, observamos el mismo efecto de atracción. (Fig.2)Sin embargo, si ambas varillas se acercan a la esfera simultáneamente, en lugar de una mayor atracción observaremos una fuerza de atracción menor ó aún ninguna atracción de la esfera. Estos experimentos simples indican que ambas varillas electrizadas atraen la bola de caucho debido a procesos físicosopuestos; y cuando actúan simultáneamente, sus acciones se contrarrestan produciendo un efecto menor ó nulo.(Fig.3) Se concluye entonces que hay dos clases de estados de electrización: uno se manifiesta en el vidrio y el otro en el ámbar. Al primero lo llamaremos Positivo y al otro negativo.

Fig. 1

1
AC

Ing. Alberto Cortés.

Varilla de ámbar

Varilla de vidrio

Figura 2 Supongamosahora que tocamos las esferas, cualquiera de ellas, entonces la esfera adquirió la carga de la varilla que le toca. Pensemos que se le tocó a cada bola de caucho con cada varilla, entonces ambas bolas se atraerán, pero si se toca con la misma varilla a ambas bolas, estas se repelen. Por consiguiente mientras que la interacción gravitacional es siempre atractiva, la interacción eléctrica puede seratractiva o repulsiva. Por lo tanto: Dos cuerpos con la misma clase de electrización (positiva o negativa) se repelen, pero si tienen diferentes clases de electrización (una positiva y una negativa) se atraen.

Varilla de vidrio

Fig.3

Varilla de ámbar

De otra forma se dice que los electrones tienen carga negativa, lo que significa que están rodeados por una especie de campo de fuerzasinvisibles que actúan de modo eléctricamente negativo, sobre cualquier objeto que tenga carga eléctrica y esté dentro de los límites del campo. Esto es representado por líneas de fuerza divergentes; sin embargo éstas solo son utilizadas con fines explicativos. (fig. 4)

-

+

Fig.4
2
AC

Ing. Alberto Cortés.

Por lo tanto, el protón es exactamente tan positivo como negativo es el electróny se representa por líneas convergentes. Teóricamente, ninguna línea se puede unir a ellas mismas, pero si se pueden unir en cargas diferentes. Esto también nos sirve para demostrar la expresado anteriormente, y que se conoce como Ley de Cargas. (Fig. 5)

Fig. 5 Del mismo modo que caracterizamos la intensidad de la interacción gravitacional asignando a cada cuerpo una masa gravitacional,caracterizamos el estado de electrización de un cuerpo, definiendo una masa eléctrica, más comúnmente llamada carga eléctrica. La carga neta de un cuerpo es la suma algebraica de sus cargas positivas y negativas. Un cuerpo que tiene cantidades iguales de electricidad positiva y negativa (ie, carga neta cero) se dice que es eléctricamente neutro. Se ha encontrado que, en todos los procesos observados en...