Electricidad y magnetismo

Electricidad y Magnetismo
La Electricidad es …
• la causa de los relámpagos, los cuales liberan energía con una potencia
mayor que la de una planta nuclear
• usada para realizar todas las operaciones hechas en una computadora
• usada para comunicaciones de radio y para mandar señales telefónicas
a través de cables
• la manera más conveniente (y a veces la más barata) de transportarenergía, al menos para distancias cortas
• capaz de entrar a nuestras casas cuando sea necesario activando un
botón, por medio de una red nacional tan compleja que podría colapsar
en segundos
• tan segura que tenemos enchufes por toda la casa, pero todavía es usada
para ejecutar algunos humanos y fue en alguna ocasión utilizada para
matar a un elefante “malo”
• usada por las células nerviosas denuestro cuerpo para mandar señales
• responsable de la fisión nuclear, debido a que los fragmentos de la
fisión obtienen su energía por la repulsión eléctrica
El siglo veinte podría ser correctamente llamado el siglo de la electricidad.
(Desde luego, también podría llamarse el siglo de los automóviles o el siglo
de los aviones o el siglo de la física cuántica o el siglo de los antibióticos).La
mayor parte de lo que conocemos como “high-tech” consiste en la
esclavización de la electricidad para nuestros propósitos.
Igualmente misterioso es el magnetismo. Los imanes también juegan un papel
central en nuestro mundo “high-tech”.
El Magnetismo es …
• algo que alguna vez fue secreto militar
• la fuerza que empuja las cosas alrededor de los motores “eléctricos”
• usado para almacenarinformación en los discos duros de las
computadoras
• la manera principal usada para generar electricidad

lo que Saddam Hussein planeaba usar en sus Calutrons para obtener U235
• usado para determinar la edad de las rocas sedimentarias
• usada en los altavoces y en los audífonos
•

Además, las ondas de radio, las ondas luminosas, los rayos X y los rayos γ
transportan la mitad de suenergía en forma de electricidad y la otra mitad en
forma de magnetismo.
Alguna vez fue pensado que el magnetismo no tenía nada qué ver con la
electricidad. Ahora sabemos que el magnetismo es un aspecto sutil de la
electricidad.
Pero, ¿qué es la electricidad?
Electricidad
Electricidad usualmente quiere decir movimiento de electrones. Esas
partículas diminutas, de alrededor de 1/2000 parte dela masa del átomo,
pueden ejercer una fuerza enorme – la fuerza eléctrica – sobre otros electrones
y sobre átomos.
Tomemos dos electrones y pongámoslos a un centímetro uno del otro.
Asegurémonos que nada más esté alrededor. Puesto que cada uno tiene masa,
la fuerza de gravedad atraerá a los dos electrones uno contra el otro. Pero la
fuerza eléctrica entre ellos es repulsiva; los empujaalejándolos uno del otro.
Además, esta fuerza repulsiva es más fuerte que la atracción gravitacional por
un factor de aproximadamente
4170000000000000000000000000000000000000000
Escribí el número de esta manera para ser dramático; el mismo número puede
ser escrito como 4.17 × 1042. De este modo la fuerza eléctrica completamente
supera a la gravedad.
Consideremos ahora un electrón localizado a uncentímetro de un protón.
Estas partículas se atraerán una a otra, no se repelerán. Esta fuerza será
exactamente la misma que la fuerza de repulsión entre dos electrones. (Por
cierto, no sabemos por qué el protón tiene exactamente la carga opuesta al
electrón).

Carga Eléctrica
La propiedad del electrón que le da su fuerza tiene nombre: la carga eléctrica.
Por convención, la carga delelectrón es
qe = 1.6 × 10-19 Coulombs
No necesitas memorizar este número. La carga del electrón es exactamente
opuesta a la del protón. En forma de ecuación decimos que q e = -qp. Poniendo
el signo menos delante de la carga quiere decir que la fuerza que ejerce es
opuesta a la fuerza que ejercida por un protón. Decimos que el electrón tiene
carga negativa (de -1.6 × 10-19 Coulombs, pero...