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ELECTROMAGNETISMO Y
ÓPTICA
Unidad 1:

Electricidad
Licenciatura en Química Aplicada. 3° Semestre.

IQI. Alejandro Estrella Gutiérrez, M. en C.
Facultad de Ingeniería Química, UADY

Electromagnetismo
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos
eléctricos y magnéticos.
Estudia los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo
y enmovimiento, así como los relativos a los campos magnéticos.

Carga eléctrica
En 600 A. C. los griegos de la antigüedad descubrieron que cuando frotaban
ámbar contra lana, el ámbar atraía otros objetos. Este fenómenos ahora se
conoce con el nombre de carga eléctrica.
Carga
eléctrica.
Magnitud
física
característica
de
los
fenómenos
eléctricos. Es una propiedad intrínseca
de los cuerpos que les permitela
interacción electromagnética
“Se dice que un cuerpo se electrifica,
es decir se carga eléctricamente”

Carga eléctrica
Caminar sobre la alfombra, frotarse, descargarse al tocar algo metálico:
Acumular carga. Tales de Mileto descubrió que una barra de ámbar frotada con
un paño atraía objetos pequeños, como trocitos de papel. Llamó electricidad a
la propiedad adquirida por la barra, porqueámbar en griego se dice elektron.
El fenómeno se observa también en muchos otros materiales, como plástico o
vidrio y modernamente se llama carga eléctrica a la propiedad que adquieren al
frotarlos. La corriente eléctrica que utilizamos diariamente consta de cargas
eléctricas en movimiento, que se producen en formas más eficientes que
frotando cuerpos.

Carga eléctrica
Dos cargas positivas se repelenentre sí al igual que dos cargas negativas.
Una carga positiva y otra negativa se atraen.

Cargas eléctricas y estructura de la materia
Cuando se carga la varilla frotándola con piel o con seda no hay cambios
visibles, entonces, ¿qué le sucede a la varilla cuando se carga?

Cargas eléctricas y estructura de la materia
En un átomo neutro, el número de electrones es igual al número de protones
enel núcleo, de tal forma que la carga neta es cero.
El número de protones y electrones en un átomo neutro de un elemento se
denomina número atómico. Si se pierden uno o mas electrones, el elemento
queda con carga positiva, formándose un ion positivo (catión). Si se ganan
electrones, se forma un ion negativo (anión).

Cargas eléctricas y estructura de la materia

Conservación de la carga
En elanálisis anterior hay implícitos dos principios muy importantes. El primero
es el principio de la conservación de la carga.
La suma algebraica de todas las cargas eléctricas en cualquier sistema
cerrado es constante.
Al frotar la varilla de plástico con piel, ambas sin carga inicial, la varilla queda
con carga negativa porque toma electrones de la piel. La carga eléctrica total
en los dos cuerpostomados en conjunto es la misma siempre.
Se considera que el principio de la conservación de la carga es una ley universal
porque hasta el momento no hay evidencia experimental que la contravenga.

Conservación de la carga
El segundo principio importante es:
La magnitud de la carga del electrón o del protón es la unidad natural de
carga.
Toda cantidad observable de carga eléctrica siempre es unmúltiplo entero de
esta unidad básica. La carga está cuantizada.

𝒒 = 𝑵𝒆−

Robert Millikan, 1909 (1868-1953)

Conductores, aislantes y semiconductores
Clasificación de las sustancias en términos de su capacidad para conducir carga eléctrica.

Conductores
Las cargas eléctricas se mueven con considerable libertad.

Aislantes

Escasa libertad al movimiento
de las cargas eléctricas.

Semiconductores

Secomporta como conductor o como aislante dependiendo
de varios factores.

Ley de Coulomb
Charles Augustin de Coulomb estudió, en 1784, las fuerzas de atracción entre
dos partículas cargadas.
Para cargas puntuales, cuerpos cargados muy pequeños en comparación con la
distancia 𝒓 que los separa, Coulomb descubrió que la fuerza eléctrica es
𝟏
proporcional a 𝟐 . Es decir, cuando se duplica la...