Electricidad & electroestatica

ELECTRICIDAD
ELECTROSTATICA - LEY DE COULOMB
FUERZA ELECTRICA
Hay una propiedad que presentan algunos cuerpos -que llamamos carga eléctrica, y la simbolizamos con la letra q o Q (minúscula para cargas pequeñas y mayúscula para grandes)- que se manifiesta por el siguiente fenómeno: cuando se enfrentan dos cuerpos "cargados" aparece entre ellos una fuerza de atracción o de repulsión.
Ley deCoulomb: ley que describe la fuerza eléctrica, Fe:
 

 
donde q1 y q2 son las cargas respectivas de los dos cuerpos, 1 y 2, enfrentados; d es la distancia que los separa; y ko es una constante de proporcionalidad (llamada Constante de Coulomb).
La unidad en la que se miden las cargas lleva su nombre:
[q] = C (coulomb)
y la constante de proporcionalidad vale:
 

 
LAS CARGAS
Lapropiedad eléctrica viene en dos "sabores", que se neutralizan entre sí, y sólo podemos apreciar su presencia cuando hay exceso de uno de ellos: positivo y negativo
¿Cómo se distinguen los tipos de carga? Muy sencillo: cargas de distinto signo se atraen, cargas de igual signo se repelen.Cuando dos cargas interactúan -ya sea atrayéndose o repeliéndose- la fuerza eléctrica aparece sobre cada unade ellas con igual intensidad, y ambas se calculan de la misma manera: son pares de interacción. | |
 
LA PROPIEDAD ELECTRICA ES OMNIPRESENTE
La materia y sus asombrosas propiedades deben su organización a las fuerzas eléctricas. Pero aunque la electricidad es omnipresente, no nos resulta evidente. El motivo es que su presentación en dos "sabores" que se neutralizan entre sí hace que si loscuerpos no poseen un exceso de carga, positiva o negativa, su propiedad eléctrica no se manifieste.
La carga más pequeña que se conoce es la que posee un electrón (que le tocó ser negativa) o un protón. Ya que la propiedad carga es una magnitud discreta (va de a saltos, no es continua): no existe un cuerpo que tenga una carga de 1,57 veces la carga de un electrón, ni otro que tenga una carga de0,6 veces la del electrón. Por eso es apropiado utilizar su carga -llamada carga elemental- como unidad de medida:
e = 1,602 x 10-19 C
MEDIOS
Según cuál sea el medio en que se manifieste el fenómeno eléctrico, éste será más o menos intenso: la intensidad máxima la alcanza en el vacío, tal como lo describe la Ley de Coulomb. Para describir el fenómeno en otros medios basta con corregirladividiendo por un factor, εr (épsilon minúscula, sub erre), que recibe indistintamente los nombres: épsilon relativo, constante dieléctrica, permitividad relativa.
 
      CONSTANTE DIELECTRICA A 20 °C (εr) |
      Vacío | 1       |
      Aire seco (1 atm) | 1,00059       |
      Agua   | 80       |
      Membrana plasmática (37 °C) | 8       |
      Papel | 3,5       |
      Plásticos| 3 – 20       |
      Vidrios | 5 – 10       |
La versión general de la ley de Coulomb queda así:

CAMPO ELECTRICO
La idea de "campo" se basa en transferirle las propiedades eléctricas al espacio. De modo que si colocamos una carga cualquiera en una posición cualquiera y observamos que una fuerza eléctrica actúa sobre ella, no es necesario inferir ni buscar qué carga, o cuálescargas, están interactuando con ella: decimos, simplemente, "le ocurre lo que le ocurre por estar en un campo eléctrico".
 
Te voy a hacer el razonamiento a mi manera. Ponele que en algún lugar hay una carga lo suficientemente grande como para influir en un espacio generoso alrededor suyo. Esa carga la voy a designar con una Q mayúscula, y solemos llamarla carga fuente. A mí sólo me interesa laregión de mi laboratorio -el rectángulo punteado en azul- y lo voy a recorrer íntegramente acompañado de una pequeña carga de prueba, q minúscula, que solemos llamar carga exploradora. Tomo nota del módulo, dirección y sentido de la fuerza que recibe mi carga exploradora, Fe... y defino campo eléctrico, E, de esta manera: | |

Así definido, el campo eléctrico es una entidad independiente de la...