Propiedades de las cargas eléctricas


Contenido



1. PROPIEDADES CUALITATIVAS DE LAS CARGAS ELÉCTRICAS

Objetivo: Que el alumno aprenda las diferentes clases de cargas eléctricas.

1.1. Carga eléctrica por frotamiento.
Un peine o una barra de plástico adquieren la curiosa capacidad de atraer otros objetos después de frotarlos con una prenda de lana; en algunas ocasiones se siente una sacudida molesta cuando se toca lamanija de la puerta de un automóvil después de que se desliza uno en el asiento; en un montón de hojas de papel, estas ofrecen resistencia cuando se intenta separarlas, todos estos fenómenos son ejemplos de electrificación y ocurren con frecuencia como resultado del frotamiento de objetos entre sí. Hace ya mucho tiempo que a ese proceso de frotamiento se le conoce como cargar, y se decía que elobjeto electrificado se había cargado.

1.2. Tenemos dos clases de cargas eléctricas: Cargas eléctricas de igual clases se repelen. Cargas eléctricas de diferentes clases se atraen.
Experimentos con gran número de materiales diferentes demuestran que la totalidad de los objetos electrificados se pueden dividir en dos grupos:
Los que tiene una carga como la que se produce en el vidrio.
Los quetiene una carga como la que se produce con la ebonita.
De acuerdo con una convención establecida por Benjamin Franklin se dice que los objetos del primer grupo tiene una carga positiva (+) y los pertenecientes al segundo grupo una carga negativa (-). Estos términos no tienen un significado matemático, sencillamente se refieren a los dos tipos contrarios de carga eléctrica.
Así, podemos enunciarLa primera Ley de Electrostática:
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.





1.3. El electroscopio de hojas voladoras. Carga eléctrica inducidas en los extremos de un cuerpo conductor por una carga eléctrica cercana.
El electroscopio de hojas de oro que muestra la figura consiste en una lámina de oro muy delgada, unida a la barra conductora. Labarra y la lámina se protegen de corrientes de aire por medio de una cubierta cilíndrica con ventanas de vidrio. La barra está unidad con una perilla esférica en la parte superior y está aislada de la cubierta mediante una barra cilíndrica de ebonita o ámbar. Cuando se le suministra cierta carga a la perilla, la repulsión de las cargas iguales de la barra y la hoja de oro provocan que la hoja seaparte de la barra.

La figura ilustra la forma de cargar un electroscopio por contacto. Cuando la perilla de toca con la barra cargada negativamente, los electrones fluyen desde la barra hasta la hoja, dejando un exceso de electrones en el electroscopio. Cuando la perilla se toca con una barra cargada positivamente, los electrones se transfieren de la perilla a la barra, lo cual deja alelectroscopio con una deficiencia de electrones. Se puede ver que la carga residual en el electroscopio es del mismo signo que el de la barra de carga.








Una vez que el electroscopio está cargado, ya sea positiva o negativamente, se puede usar para detectar la presencia y la naturaleza de otros objetos cargados. Por ejemplo, si tenemos el electroscopio cargado negativamente y se le acercauna barra con carga positiva, algunos electrones se desalojan de la hoja y se desplazan a hacia la perilla. Como resultado la hoja se acerca.

De manera contraria, si tenemos el electroscopio cargado negativamente y acercamos una barra con carga negativa, los electrones se desplazan hacia la hoja, lo que hace que la hoja se separe por tener el mismo tipo de carga. Por lo tanto un electroscopiopuede utilizarse para indicar tanto la polaridad como la presencia de cargas en el espacio circundante.



1.4. Carga eléctrica de un cuerpo por el fenómeno de inducción.
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a uncampo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un...