Electricidad y electronica

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Electricidad y electrónica

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ELECTRICIDAD

Capítulo 1

Fundamentos de la electrostática

l PINTADO ELECTROSTÁTICO. Las gotitas de pintura, cargadas eléctricamente por una
pistola conectada a diez mil volt, se adhieren al objeto por delante y por atrás, sin
que se dispersenen el ambiente. Los filtros de carbón activado protegen la respiración del pintor de los solventes volátiles.

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Fundamentos de la
electrostática (cargas en reposo)
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Eurípides (480-406 a.C.),
autor de una de las tragedias de Electra.

Historia, cargas, polaridad

Electra es un personaje de antiguas obras famosas deteatro que tratan sobre el
adulterio y terribles casos de asesinato y venganza. Ese nombre de mujer, en griego,
significa rubia, ambarina o del color del ámbar. El ámbar es resina de pinos u otras
plantas fosilizada y endurecida durante milenios, que se usaba en perfumería y para
fabricar peines y adornos. El propio ámbar, en griego, se llama electrón; y las palabras
“elegido” y “selecto” serelacionan, en ese idioma, con lo notable y brillante.
Desde muy antiguo, quizá, desde antes de la escritura, se notó que cuando se
frota con un paño o contra el cabello un objeto de ámbar, saltan chispas que se
ven en la oscuridad y se oyen; y el objeto levanta plumas, pelusas y otros cuerpos
livianos. Se observó también que en algunos casos los objetos frotados se atraen y
en otros se rechazan.Esos efectos se llamaron ambarinos, o eléctricos.
Si un cuerpo atrae a otros dos, estos se repelen. Si rechaza a otros dos, estos también se repelen. Y si un cuerpo atrae a otro y rechaza un tercero, estos dos últimos
cuerpos se atraen.
De eso se dedujo que hay dos clases de electricidad, primitivamente llamadas
ambarina y vítrea, la del ámbar y la del vidrio. Después se las llamó polaridadesnegativa y positiva, respectivamente.
Hoy, 24 siglos después, explicamos esos efectos por la estructura atómica de la
materia que sabemos compuesta por átomos, a su vez, formados por protones positivos, electrones negativos y neutrones neutros.
El átomo de litio tiene tres protones,
tres neutrones y tres electrones.

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l

Fisionito, personaje
de Los Simpson. El
átomo de litio es elque más aparece en
las caricaturas.

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Normalmente la cantidad de protones iguala la de electrones, por eso, la materia es neutra de ordinario. Sin embargo, cuando se ponen en contacto dos cuerpos y después se los separa, algunos de los electrones que pertenecían a un cuerpo
pueden quedar en el otro, y así, el primero resulta con un exceso de protones (y
de carga positiva), mientras elotro queda cargado negativamente.
Electricidad y electrónica

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Fuerzas eléctricas, ley de Coulomb

Las cargas eléctricas se miden, o se expresan, en coulomb. Un coulomb equivale
a 6,24 trillones1 de electrones.
Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, y las de signo opuesto se atraen.
De acuerdo con el principio de acción yreacción, esas fuerzas son de igual intensidad o módulo. Su valor está dado por la ley de Coulomb:
F1

F2
F=k

q1.q2
d2

q2
q1
Las letras q1 y q2 representan dos cargas eléctricas, en coulomb d es la distancia
entre las cargas, en metros. F es la fuerza con la que se atraen o se repelen las cargas,
según su polaridad, y se obtiene en newton. La constante electrostática k valeaproximadamente2 9109 N.m–2.C–2, donde N es newton, m metro y C coulomb
(metro a la menos dos es lo mismo que uno sobre metro al cuadrado.)
Recordemos que un newton es la fuerza que, aplicada a un cuerpo de un kilogramo de masa, en cada segundo que transcurre, le hace cambiar su velocidad en
un metro por segundo.
Ejemplo. ¿Con qué fuerza se repelen dos gotas de niebla separadas una millonésima
de...