GO II

13/02/2013

Módulo 1: Electrostática
Fuerza eléctrica

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Cargas eléctricas y fuerzas
Hay dos tipos de cargas
cargas positivas y cargas negativas

REPELEN

REPELEN

ATRAEN

Fuerzas del mismo signo se repelen,
mientras que si son de distinto signo se atraen
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1

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Electrones, protones y átomos
Los electrones llevan carga negativa
Los protones llevan cargapositiva
Los electrones están unidos débilmente al
átomo
Mientras que los protones están
fuertemente ligados en el núcleo del
átomo junto con los neutrones (sin
carga)

Átomo de Helio

Electrones

Protones

3

Electrones, protones y átomos
Los electrones llevan carga negativa
Los protones llevan carga positiva
El número de protones en el núcleo es el
número atómico Z del elementoEl número de electrones es el mismo (pues
el elemento es neutro)

Átomo de Helio

Electrones

Protones

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2

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Electrones, protones y átomos
La masa del electrón es unas 2000 veces
menor que la del protón

Átomo de Helio

Pero sus cargas son iguales y opuestas en
signo
– Carga del electrón: -e

Electrones

– Carga del protón: +e
Siendo e la unidadfundamental de carga, y
de valor 1,602·10-19 C

Protones

La unidad es el culombio (C )
5

Electrones, protones y átomos
Los objetos son casi siempre
eléctricamente neutros, pero pueden
ganar o perder fácilmente electrones
para volverse cargados
Y en los procesos en los que se destruyen
cargas, siempre se destruirán el mismo
número de cargas negativas y positivas
Y ésta es una leyfundamental de la
naturaleza

Átomo de Helio

Electrones

Protones

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3

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Carga por fricción / contacto
Los electrones se mueven
fácilmente por lo que un objeto
puede cargarse eléctricamente
si se le pegan electrones en su
superfice.
Los electrones dejan el guante
de piel y se van a la barra de
plástico
Si hago lo mismo con otra
barra, se repelerán

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Conservaciónde la carga
La carga no puede crearse ni destruirse
Los objetos se cargan por transferencia de carga
Cuando la barra de plástico se carga,
¿Queda también el guante cargado?

Barra y pelo
Neutro

¿Positivo o negativo?

+
+
++ +
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Carga por inducción
◼

a) Los dos
conductores esféricos
en contacto
adquieren cargas
opuestas cuando la
barra cargadapositivamente atrae a
los electrones hacia la
esfera de la izquierda.

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Carga por inducción
b) Si las esferas se
separan sin mover
la barra de su
posición, éstas
retienen sus cargas
iguales y opuestas.
◼ Cuando un
conductor tiene
cargas separadas
iguales y opuestas
se dice que está
polarizado.
◼

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Carga por inducción
◼

c) Si la barra se
retira y lasesferas
se separan, éstas
quedan
uniformemente
cargadas con
cargas iguales y
opuestas

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Inducción por conexión a tierra
◼

a) La carga libre sobre una esfera conductora se
polariza mediante la barra cargada positivamente,
que atrae las cargas negativas de la esfera.

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Inducción por conexión a tierra
◼

b) Si la esfera se conecta a un conductor muygrande,
tal como la Tierra por medio de un alambre, los
electrones del suelo neutralizan la carga positiva del
lado más alejado de la barra y la esfera queda
negativamente cargada.

13

Inducción por conexión a tierra
c) La carga negativa permanece si el cable se
desconecta antes de separar la barra.
◼ d) Al quitar la barra, la esfera queda cargada
negativamente de forma uniforme.
◼14

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Ejemplo: carga por inducción
Dos esferas conductoras idénticas, una de carga inicial
+Q y otra inicialmente descargada, se ponen en
contacto.
◼ ¿Cuál es la nueva carga de cada esfera?
◼

• Sol: ½Q. Como las esferas son idénticas, deben compartir la
carga por igual.
◼

Mientras las esferas están en contacto, una barra
cargada negativamente se aproxima a una de...