Electrostatica

La fuerza electromagnética es la interacción que se da entre cuerpos que poseen carga eléctrica. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza. Cuando las cargas están en reposo, la interacción entre ellas se denomina fuerza electrostática. Dependiendo del signo de las cargas que interaccionan, la fuerza electrostática puede ser atractiva o repulsiva. La interacción entre cargas enmovimiento da lugar a los fenómenos magnéticos.
Históricamente los fenómenos eléctricos y magnéticos se descubrieron y estudiaron de forma independiente, hasta que en 1861 James Clerk Maxwell unificó todos ellos en las cuatro ecuaciones que llevan su nombre. Por simplicidad, en estas páginas trataremos por separado los fenómenos eléctricos y magnéticos.
En el Sistema Internacional, la unidad decarga eléctrica es el Culombio (C). Un Culombio es la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un amperio.
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que poseen algunas partículas subatómicas. Esta carga puede ser positiva o negativa. Todos los átomos están formados por protones (de cargapositiva) y electrones (de carga negativa). En general, los átomos son neutros, es decir, tienen el mismo número de electrones que de protones. Cuando un cuerpo está cargado, los átomos que lo constituyen tienen un defecto o un exceso de electrones.
La carga eléctrica es discreta, y la unidad elemental de carga es la que porta un electrón. En el Sistema Internacional, la carga del electrón es:La carga del electrón es una constante física fundamental. El protón tiene la misma cantidad de carga que un electrón pero con signo opuesto.
La carga eléctrica está cuantizada, por lo que, cuando un objeto (o partícula, a excepción de los quarks) está cargado, su carga es un múltiplo entero de la carga del electrón.
El concepto de electrón (carga elemental indivisible) fue introducido en elsiglo XIX para explicar las propiedades químicas de los átomos. Desde entonces hasta principios del siglo XX se propusieron distintos modelos atómicos. Tanto en el modelo de Rutherford como en el de Bohr, los electrones son partículas que giran en torno al núcleo, por lo que el átomo es un sistema solar en miniatura.
Con el descubrimiento de la mecánica cuántica se desarrolló una ecuación (laecuación de Schrödinger, equivalente a la segunda ley de Newton en Mecánica Clásica) que permite calcular la función de onda asociada a un electrón. Éste ya no es una partícula con una posición bien definida, sino que lo que podemos determinar es la probabilidad de encontrar un electrón cerca de una cierta posición r del espacio. Esta probabilidad es el cuadrado de la función de onda.
Lassoluciones de la ecuación de Schrödinger están cuantizadas, dependiendo sus soluciones de una serie de números cuánticos relacionados con su energía, con su momento angular y con su spin.
En la siguiente figura está representado el orbital 1s de un electrón en el átomo de hidrógeno, que es su estado de más baja energía, denominado estado fundamental:

•Una carga puntual es una carga eléctricalocalizada en un punto sin dimensiones. Este concepto es una idealización, y resultará muy útil a la hora de estudiar los fenómenos eléctricos.
•Una distribución continua de carga es un objeto cargado cuyas dimensiones no son despreciables. Los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de carga son más complicados de analizar, aunque trataremos algunos sistemas sencillos.
La electricidadestática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la electricidad estática era algo...