Cap2

Capítulo 2

Electrostática
2.1. Carga Eléctrica
Se sabe que en la naturaleza unas pocas fuerzas fundamentales son responsables de todas las interacciones entre
la materia Entre ellas se cuenta:
fuerza gravitacional (responsable de la atracción entre masas)

de partículas de carga positiva) que se producen en una
determinada reacción química para un mol de un cierto
material.
Carga del electrón.En terminos del Coulomb, es posible establecer la carga electrica qe del electrón
qe

fuerza electromagnética (responsable de los fenómenos químicos)

 ✂✁ 1 ✄ 6021 ☎ 10✆

  1 ✄ 6021 ☎ 10✆

19

[C]

(2.1)

Quanto de carga. La cantidad
e

fuerza nuclear (responsable de la estabilidad del nucleo atómico)

19

[C]

se conoce como “quanto de carga” pues en la naturaleza
no se encuentran partículaslibres con carga menor que
dicho quanto. Con esta notación la carga qe del electrón
se abrevia:
qe
e

El descubrimiento de la fuerza eléctrica nace de la observación que, ciertos materiales, al ser frotados y puestos
a cierta distancia, o se atraen o se repelen. Se dice están
electrizados o cargados eléctricamente (ver NOTA1 ).
Algunos experimentos simples son suficientes para determinar que sóloexisten dos tipos de cargas: las llamaremos
positivas y negativas.

 ✝✁

Definición práctica del Coulomb. Una definición práctica del Coulomb está dada en términos de otra unidad, el
Ampere (se abrevia [A] y lo estudiaremos más adelante)
que cuantifica la cantidad total de carga que pasa por una
superficie dada en un tiempo dado. Es decir cuantifica una
corriente de carga.

2.1.1. Unidad de CargaEléctrica
La carga eléctrica, al igual que cualquier propiedad física,
requiere de una unidad para ser cuantificada.
La unidad de carga en el Sistema Internacional de
Unidades es el Coulomb (que se abrevia [C]), cantidad
que se establece midiendo la cantidad de iones (cantidad

Un Ampere (1 [A]) de corriente significa, por definición, que cruza un Coulomb de carga por segundo (1
[C/s]) la superficie encuestión.

2.1.2. Cuantización de la Carga Eléctrica

1 NOTA: El caso de una barra de caucho que es frotada contra piel
y luego suspendida es clarificador: si se acerca una segunda barra de
caucho tratada de la misma manera se observa que las barras se repelen.
Por otro lado al acercar una barra de vidrio frotada contra seda las barras
(de caucho y de vidrio) se atraen. Una explicación posible esque por la
acción de frotación el caucho y el vidrio an adquirido algo (carga) que
en un caso produce atracción y en el otro repulsión.
Una situación interesante ocurre cuando lo que se suspende es una
barra de vidrio frotada contra seda. Al acercar una segunda barra de
vidrio tratada de la misma manera se produce también repulsion.
En consecuencia barras tratadas de la misma manera adquirieronla
misma carga y se repelen; barras tratadas de manera diferente pueden
repelerse o atraerse, es decir tienen la misma carga o diferente.

En 1909, Robert Millikan mostró experimentalmente que
la carga eléctrica q de un objeto es siempre un multiplo
entero de la unidad fundamental de carga e. Es decir la
carga eletrica viene en multiplos q
Ne del cuanto fundamental de carga e (N entero).
Ya vimosque la carga del electrón es qe
e. Un protón
tiene precisamente una unidad de esta carga, pero de signo opuesto, es decir su carga es q p e. Otra partícula de
interés es el neutrón, de carga nula, qn 0.

 ✟✞
 

25

 

 ✂✁

230017 Electromagnetismo. Ingeniería de Ejecución en Electricidad

La siguiente tabla resume algunas propiedades de estas
partículas:

✁ ✄

Partícula
Electrón (e)
Protón (p)Neutrón (n)

☎ ✆

Carga [C]
1 6022 10
1 6022 10
0

✄

 

☎ ✆

☎ ✆

✄

Masa [Kg]
9 1095 10
1 6726 10
1 6749 10

19
19

✄

☎ ✆

✄

☎ ✆

31
27
27

2.1.3. Ejercicios y Ejemplos
1. ¿A qué número de ‘quantos’de carga e equivale 1
[C]?.

☎ ✆

  ✄

1 6021 10
Rpta. Puesto que e
tonces, despejando 1[C]=[C] queda:
✁

C
✂

 

✄

1 6021

☎ 10✆

1

19

e

  6 ✄ 24 ☎

19

[C], en-

1018e

esto es, 6.24 trillones...