electrostática

Electrostática
¿Qué es la electricidad?
Desde el punto de vista macroscópico, y de manera muy vaga, podríamos decir que la
electricidad es una cualidad que adquieren los cuerpos y que les permite la interacción
(atracción o repulsión) con otros cuerpos con igual rasgo. Sin embargo, desde el punto de
vista microscópico dicha cualidad es una propiedad inseparable de algunas partículas,componentes fundamentales de la materia, tales como el electrón y el protón, y en este
ámbito, a diferencia de lo que sucede en el mundo macroscópico, no es algo pueda ser
transferido entre los diferentes cuerpos.
Aún cuando el propósito de estas notas es el estudio macroscópico de los fenómenos
eléctricos, es conveniente mantener en mente la existencia de portadores de cargas a nivel
microscópico,como entes fundamentales en estos procesos.
Los fenómenos eléctricos son, tal vez, los de mayor incorporación en el desarrollo de
nuestras tecnologías. La electricidad está presente en casi todos los aspectos de nuestras
vidas, formando parte inseparable de la cotidianidad. Es casi imposible, en esta época, llevar
a cabo una actividad que no involucre la presencia de los elementostecnológicos relativos a
la electricidad.
Aún cuando las primeras observaciones científicas de estos fenómenos son de muy vieja
data, se registran en la antigua Grecia y se le atribuyen a Tales de Mileto (600 ac), es sólo
hasta mediados del siglo XVII que se inicia su verdadero estudio y desarrollo.
A pesar del desarrollo actual que tiene la teoría electromagnética, no es posible dar
respuesta a lapregunta planteada al principio de estas notas. En vez de eso, se analizan sus
efectos y se modela la interacción desde sus formas más sencillas
Electrostática
Una de las características más notables, en este ámbito, es la existencia de dos tipos de
electricidad lo cual se deduce de la forma en la que se producen las interacciones: “cuerpos
cargados con el mismo tipo de electricidad se repelen,mientras que si la electricidad es de
tipos diferentes los cuerpos se atraerán”
Ley de Coulomb
Fue Charles Agustín Coulomb, físico francés, quien describe, por primera vez, en forma
cuantitativa la interacción entre dos cuerpos electrizados. Usando una balanza de torsión,
logra establecer la relación entre la intensidad de la fuerza de interacción y la separación
entre los cuerpos cargado.“La fuerza con la cual se atraen, o se repelen, dos cuerpos electrizados es inversamente
proporcionar al cuadrado de la distancia que los separa”

Esto puede escribirse de la forma:
Por otro lado, se establece que dicha fuerza también es proporcional al producto de las
“cargas”, obteniéndose de esta forma que
(1)
En la ecuación (1), el valor de la constante k depende del sistema de unidades:en el sistema
internacional SI (MKS extendido), se tiene que
(2)

La constante ε0, en (2), representa la permitividad eléctrica del vacío, cuyo valor es

con lo cual se obtiene

Esto nos permite establecer la unidad de carga en este sistema, como el Coulomb “C”, y se
encuentra que:
“Un coulomb es una carga tal, que al interactuar con otra carga de igual valor, separadas
una distancia deun metro, genera una fuerza aproximadamente igual a 9.0 x 109 N”.
De la magnitud de esta fuerza, se infiere que la unidad de carga eléctrica en el sistema MKS,
es una cantidad muy grande de electricidad.
En el sistema cgs, a la constante k se le asigna el valor 1, de esta manera, la expresión (1)
toma la forma
(3)
Con lo cual, obtenemos la unidad de carga en este sistema: el statcoulomb.“un statcoulomb, es la carga que al interactuar con otra de igual valor, ejerce sobre ésta
una fuerza de una dina”
Entonces una transformación del sistema MKS al cgs, permite obtener

En lo que sigue usaremos el sistema MKS, para los cálculos numéricos, con lo cual la
ecuación (2) se escribe como
(4)

En la expresión (4) sólo se refleja una parte de la interacción. La descripción...