Fundamentos De La Electroestatica

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Electricidad y electrónica

ELECTRICIDAD

Capítulo 1

Fundamentos de la electrostática

l PINTADO ELECTROSTÁTICO. Las gotitas de pintura, cargadas eléctricamente por una pistola conectada a diez mil volt, se adhieren al objeto por delante y por atrás, sin que se dispersen en el ambiente. Los filtros de carbón activado protegen la respiración del pintor de los solventes volátiles.9

Fundamentos de la electrostática (cargas en reposo)
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Historia, cargas, polaridad

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Eurípides (480-406 a.C.), autor de una de las tragedias de Electra.

Electra es un personaje de antiguas obras famosas de teatro que tratan sobre el adulterio y terribles casos de asesinato y venganza. Ese nombre de mujer, en griego, significa rubia, ambarina o del color del ámbar. El ámbar esresina de pinos u otras plantas fosilizada y endurecida durante milenios, que se usaba en perfumería y para fabricar peines y adornos. El propio ámbar, en griego, se llama electrón; y las palabras “elegido” y “selecto” se relacionan, en ese idioma, con lo notable y brillante. Desde muy antiguo, quizá, desde antes de la escritura, se notó que cuando se frota con un paño o contra el cabello un objetode ámbar, saltan chispas que se ven en la oscuridad y se oyen; y el objeto levanta plumas, pelusas y otros cuerpos livianos. Se observó también que en algunos casos los objetos frotados se atraen y en otros se rechazan. Esos efectos se llamaron ambarinos, o eléctricos. Si un cuerpo atrae a otros dos, estos se repelen. Si rechaza a otros dos, estos también se repelen. Y si un cuerpo atrae a otro yrechaza un tercero, estos dos últimos cuerpos se atraen. De eso se dedujo que hay dos clases de electricidad, primitivamente llamadas ambarina y vítrea, la del ámbar y la del vidrio. Después se las llamó polaridades negativa y positiva, respectivamente. Hoy, 24 siglos después, explicamos esos efectos por la estructura atómica de la materia que sabemos compuesta por átomos, a su vez, formados porprotones positivos, electrones negativos y neutrones neutros.
El átomo de litio tiene tres protones, tres neutrones y tres electrones.

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Fisionito, personaje de Los Simpson. El átomo de litio es el que más aparece en las caricaturas.

Normalmente la cantidad de protones iguala la de electrones, por eso, la materia es neutra de ordinario. Sin embargo, cuando se ponen en contacto doscuerpos y después se los separa, algunos de los electrones que pertenecían a un cuerpo pueden quedar en el otro, y así, el primero resulta con un exceso de protones (y de carga positiva), mientras el otro queda cargado negativamente.
Electricidad y electrónica

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Fuerzas eléctricas, ley de Coulomb

Las cargas eléctricas se miden, o se expresan, en coulomb. Un coulomb equivale a 6,24trillones1 de electrones. Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, y las de signo opuesto se atraen. De acuerdo con el principio de acción y reacción, esas fuerzas son de igual intensidad o módulo. Su valor está dado por la ley de Coulomb: F1 F2 F=k q1.q2 d2

q2 q1 Las letras q1 y q2 representan dos cargas eléctricas, en coulomb d es la distancia entre las cargas, en metros. F es lafuerza con la que se atraen o se repelen las cargas, según su polaridad, y se obtiene en newton. La constante electrostática k vale aproximadamente2 9109 N.m–2.C–2, donde N es newton, m metro y C coulomb (metro a la menos dos es lo mismo que uno sobre metro al cuadrado.) Recordemos que un newton es la fuerza que, aplicada a un cuerpo de un kilogramo de masa, en cada segundo que transcurre, le hacecambiar su velocidad en un metro por segundo. Ejemplo. ¿Con qué fuerza se repelen dos gotas de niebla separadas una millonésima de metro, y cargadas cada una con una carga de un billonésimo de coulomb?3 Respuesta: F = 9109 N.m–2.C2  10–12 C  10–12 C / (10–6 m)2; F = 8,9910–3 N, casi la centésima parte de un newton, o aproximadamente un gramo. (Esa fuerza parece pequeña, pero es mucho mayor que...