Fisica

Enfísica, la
carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunaspartículassubatómicasque se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan lasinteracciones electromagnéticasentre ellas. Lamateriacargada eléctricamente es influida por loscampos electromagnéticossiendo, a su vez, generadora de ellos. Lainteracción entre carga y campo eléctrico origina una de lascuatrointeraccionesfundamentales: lainteracción electromagnética. La carga eléctrica es de naturalezadiscreta, fenómeno demostrado experimentalmentepor Robert Millikan. Por razones históricas, a loselectronesse les asignó carga negativa: ±1, también expresada
±e
. Losprotonestienen carga positiva: +1 o
+e
. A losquarksse les asigna carga fraccionaria: 1/3 o 2/3, aunque no se han podido observar libres en lanaturaleza.
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[
editar] Unidades
En elSistema Internacional de Unidadesla unidad de carga eléctrica se denominaculombio(símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la seccióntransversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando lacorriente eléctricaes deunamperio, y se corresponde con la carga de
6,241509× 10 a la18electronesaproximadamente.
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DesdelaAntigua Greciase conoce que al frotar ámbar con una piel, ésta adquiere la propiedad de atraer cuerpos ligeros tales como trozos depajay plumas pequeñas. Sudescubrimiento se le atribuye alfilósofogriegoTales de Mileto(ca.
639-547a.C.),quién vivió hace unos 2500
años.
El médico inglésWilliam Gilbert(1 540-1603) observó que algunos materiales secomportan como el ámbar al frotarlos y que laatracción que ejercen se manifiesta sobrecualquier cuerpo, aun cuando no fuera ligero. Como el nombre griego correspondienteal ámbar es
e l ek tron, Gilbert comenzó a utilizar el términoeléctrico
para referirse a todomaterial que se comportaba como aquél, lo que originó los términose l ectricidad ycarga eléctrica. Además, en los estudios de Gilbert se puede encontrar la diferenciaciónde losfenómenoseléctricosymagnéticos.
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 El descubrimiento de la atracción y repulsión de elementos al conectarlos con materialeseléctricos se atribuye aStephen Gray. El primero en proponer la existencia de dos tiposde carga esCharles du Fay, aunque fueBenjamin Franklinquién al estudiar estos fenómenos descubrió como la electricidad de los cuerpos, después de ser frotados, sedistribuía en ciertos lugares donde habíamás atracción; por eso los denominó (+) y (
-
).
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1 Primer postulado

Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin radiar energía.

La causa de que el electrón no radie energía en su órbita es, de momento, un postulado, ya que según la electrodinámica clásica una carga con un movimiento acelerado debe emitir energía en forma de radiación.Para conseguir el equilibrio en la órbita circular, las dos fuerzas que siente el electrón: la fuerza coulombiana, atractiva, por la presencia del núcleo y la fuerza centrífuga, repulsiva por tratarse de un sistema no inercial, deben ser iguales en magnitud en toda la órbita. Esto nos da la siguiente expresión:

[pic]

Donde el primer término es la fuerza eléctrica o de Coulomb, y el segundoes la fuerza centrífuga; k es la constante de la fuerza de Coulomb, Z es el número atómico del átomo, e es la carga del electrón, [pic] es la masa del electrón, v es la velocidad del electrón en la órbita y r el radio de la órbita.

En la expresión anterior podemos despejar el radio, obteniendo:

[pic]

Y ahora con ésta ecuación y sabiendo que la energía total es la suma de las energíascinética y potencial:

[pic]

Donde queda expresada la energía de una órbita circular para el electrón en función del radio de dicha órbita.


2 Segundo postulado

No todas las órbitas para electrón están permitidas, tan solo se puede encontrar en órbitas cuyo radio cumpla que el momento angular, [pic], del electrón sea un múltiplo entero de [pic] Esta condición matemáticamente se...