Electrotecnia

UNIDAD 1 - Conceptos y fenómenos eléctricos
CARGA, CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO
Desde la Antigua Grecia se conoce que al frotar ámbar con una piel, ésta adquiere la propiedad de atraer cuerpos ligeros tales como trozos de paja y pequeñas semillas. Su descubrimiento se le atribuye al filósofo griego Tales de Mileto, quién vivió hace unos 2500 años aproximadamente. El ámbar se forma de una resinavegetal residual de algunos árboles que data de hace 25 a 40 millones de años y que con el tiempo sufrió un proceso de fosilización.
El médico inglés William Gilbert (1540 - 1603) observó que algunos otros materiales se comportan como el ámbar al frotarlos y que la atracción que ejercen se manifiesta sobre cualquier otro cuerpo, aún cuando no sea ligero. Como la designación griega correspondienteal ámbar es ελεκτρον (elektron), Gilbert comenzó a utilizar el término eléctrico para referirse a todo material que se comportaba como aquél, lo que derivó en los términos electricidad y carga eléctrica.
El descubrimiento de la atracción y repulsión de elementos al conectarlos con materiales eléctricos se le atribuye al físico ingles Stephen Gray (1666 - 1736), que estudió también laconductividad eléctrica de los cuerpos y, después de muchos experimentos, fue el primero (1729) en transmitir electricidad a través de un conductor.
El primero en proponer la existencia de dos tipos de carga fue un físico francés, Charles François de Cisternay du Fay (1698 - 1739), aunque fue el científico estadounidense Benjamin Franklin (1706 - 1790) quién al estudiar estos fenómenos los denominó comocuerpos (+) y (-).
Gracias a los experimentos que realizó el físico y químico británico Michael Faraday (1791 -1867), que le permitieron descubrir la relación entre la electricidad y la materia; acompañado de la completa descripción de los fenómenos electromagnéticos por el físico escocés James Clerk Maxwell (1831 - 1879), una de las mentes matemáticas más preclaras de su tiempo; y posteriormentea los trabajos del científico británico Sir Joseph John "J.J." Thomson (1856 – 1940) el descubrir el electrón y del físico estadounidense Robert Andrews Millikan (1868 - 1953) al medir su carga, hoy sabemos que estos efectos eran producidos por la cesión o adquisición de electrones y a los cuerpos que curiosamente adquieren electrones se les denominan cuerpos (-) cargados negativamente y por elcontrario, a los que los ceden cuerpos (+) cargados positivamente.
El valor de la carga eléctrica de un cuerpo, representada como q o Q, se mide según el número de electrones que posea en exceso o en ausencia. En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C) y se define como la cantidad de carga que en el vacío y a la distancia de 1 metro ejercesobre otra cantidad de carga igual, la fuerza de 9x109 N. La unidad más elemental de carga se encontró que es la carga que tiene el electrón, es decir alrededor de 1,602564 x 10-19 culombios y es conocida como carga elemental. Un culombio es la carga correspondiente a 6,24 × 1018 electrones.

Como el culombio puede no ser manejable en algunas aplicaciones, por ser demasiado grande, se utilizantambién sus submúltiplos:
Miliculombio Microculombio

Nanoculombio Picoculombio

Charles-Augustin de Coulomb Físico e ingeniero militar francés (1736 - 1806), fue el primero en describir en 1785 las características de las fuerzas entre cargas eléctricas gracias a su desarrolló de la balanza de torsión. La ley de Coulomb esválida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello llamada fuerza electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia se...