Líneas de fuerza del campo eléctrico.

2º BACHILLERATO

F Í S I C A

TEMA 5

INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
2º BACHILLERATO FÍSICA

TEMA 5 INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

5.2. Revisión de los fenómenos electrostáticos. Ley de Coulomb.

5.2.1. Fenómenos electrostáticos.

Se cree que fue Thales de Mileto ( s. VI a. de C.) el primero que observó que al ser frotada una barra de ámbar ( en griego ámbar =elektron) en una piel de gato adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos livianos como trocitos de paja, polvo etc. Posteriormente, a la propiedad que adquiría la barra de ámbar se le llamó electricidad y a la acción de frotarla se le denominó electrización.

Hasta finales del siglo XVI y principios del siglo XVII no se volvieron a realizar más estudios relevantes acerca de la electricidad delos cuerpos. En esta época se realizaron una serie de experiencias con un dispositivo denominado péndulo electrostático:

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Con la ayuda del péndulo electrostático, además de repetir las experiencias de Thales, se descubrió que había otros materiales que se electrizaban como era el caso del vidrio, la ebonita y otras resinas.

También se realizaron las siguientes experiencias:[pic]

Para poder explicar los resultados experimentales de la secuencia anterior debemos admitir las siguientes conclusiones:

1. - Hay dos tipos de electricidad, la que adquiere el vidrio al ser frotado en el trozo de lana que se le denomina electricidad positiva y la que adquiere la ebonita que se le denomina electricidad negativa.

2. Cuerpos con el mismo tipo deelectricidad se repelen y cuerpos con distinto tipo de electricidad se atraen.

Todos los fenómenos electrostáticos que hemos visto se pueden interpretar en la actualidad teniendo en cuenta que toda la materia está constituida por átomos. Los átomos están constituidos a su vez, por unas partículas con el tipo de electricidad positiva ( protones ) que se encuentran en su núcleo y otras partículascon el tipo de electricidad negativa (electrones) que se encuentran girando alrededor del núcleo. Cuando frotamos una barra de vidrio en un trozo de lana, debido a la energía que comunicamos, son arrancados electrones de los átomos de vidrio, que a su vez son atrapados por los átomos del trozo de lana, quedando los átomos del vidrio con un defecto de electrones ( electricidad positiva ) y el trozode lana con un exceso de electrones ( electricidad negativa ).
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¿Por qué los materiales conductores no presentan la propiedad electricidad?.

Se denomina carga eléctrica (q ) o cantidad de electricidad al defecto o exceso de electrones con respecto al número de protones que tiene un cuerpo.

El principio de conservación de la carga eléctrica dice que en cualquier sistema aisladoeléctricamente la carga eléctrica total se conserva. Esto implica que las cargas eléctricas no pueden crearse ni destruirse.

La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades es el culombio ( 1 C ). Esta unidad sin embargo es muy grande a nivel práctico, por lo que se suele utilizar submúltiplos de esta unidad como son:

1 mC = 10-3 C 1 (C = 10-6C
Launidad natural de carga es la que posee el electrón o la que posee el protón, y que equivale:

1 e- = 1 p+ = 1,6 .10-19 C

La carga eléctrica está cuantizada, es decir, no existen cargas menores que la del electrón o la del protón y como consecuencia de esto solo existen múltiplos enteros de la unidad natural de carga.

5.2.2. Ley de Coulomb.

Las primeras experiencias destinadas amedir las fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléctricas fueron llevadas a cabo, mediante el uso de una balanza de torsión, por el físico francés Charles A. Coulomb, quien a finales del siglo XVIII llegó a la conclusión de que:

Las fuerzas con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas puntuales son directamente proporcionales al producto de dichas cargas e inversamente...