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Electrotecnia I. FE. 4to A-B - Ing. Astrada Juan.

Instituto Técnico Adrián P. Urquia.

UNIDAD I – CARGA ELECTRICA - CAMPO ELECTRICO
1.1 CARGA ELÉCTRICA.
En una época tan remota como 600 A.C., los griegos de la antigüedad descubrieron que cuando frotaban ámbar contra lana,
el ámbar atraía otros objetos. En la actualidad decimos que con ese frotamiento el ámbar adquiere una carga eléctricaneta o
que se carga. La palabra “eléctrico” se deriva del vocablo griego elektron, que significa ámbar.
La figura 21.1a muestra dos varillas de plástico y un trozo de piel. Observamos que después de cargar las dos varillas
frotándolas contra un trozo de piel, las varillas se repelen.

Cuando frotamos varillas de vidrio con seda, las varillas de vidrio también se cargan y se repelen entre sí(figura 21.1b). Sin
embargo, una varilla de plástico cargada atrae otra varilla de vidrio también cargada; además, la varilla de plástico y la piel se
atraen, al igual que el vidrio y la seda (figura 21.1c).
Estos experimentos y muchos otros parecidos han demostrado que hay exactamente dos tipos de carga eléctrica: la del
plástico cuando se frota con piel y la del vidrio al frotarse con seda.Benjamín Franklin (1706-1790) sugirió llamar a esas dos
clases de carga negativa y positiva, respectivamente, y tales nombres aún se utilizan.
Dos cargas positivas se repelen entre sí, al igual que dos cargas negativas. Una carga positiva y una negativa se atraen.
CARGA ELÉCTRICA Y LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA.
La estructura de los átomos se describe en términos de tres partículas: el
electrón,con carga negativa; el protón, cuya carga es positiva; y el neutrón, sin
carga (figura 21.3)
Los protones y los neutrones en un átomo forman el núcleo, pequeño y muy
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denso, cuyas dimensiones son del orden de 10 m. Los electrones rodean al
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núcleo a distancias del orden de 10 m. Si un átomo midiera algunos kilómetros
de diámetro, su núcleo tendría el tamaño de una pelota de tenis.Los electrones
cargados negativamente se mantienen dentro del átomo gracias a fuerzas
eléctricas de atracción que se extienden hasta ellos, desde el núcleo con carga
positiva. (Los protones y los neutrones permanecen dentro del núcleo estable de
los átomos, debido al efecto de atracción de la fuerza nuclear fuerte, que vence la
repulsión eléctrica entre los protones.
La fuerza nuclear fuertees de corto alcance, por lo que sus efectos no llegan más
allá del núcleo.)

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Instituto Técnico Adrián P. Urquia.

Las masas de las partículas individuales, con la precisión que se conocen actualmente, son:

Observe que las masas del protón y del neutrón son casi iguales y aproximadamente 2000 veces la masa del electrón. Más
del 99.9% dela masa de cualquier átomo se concentra en el núcleo.
La carga negativa del electrón tiene exactamente la misma magnitud que la carga positiva del protón. En un átomo neutral, el
número de electrones es igual al número de protones en el núcleo; en tanto que la carga eléctrica neta (la suma algebraica
de todas las cargas) es exactamente igual a cero (figura 21.4a). El número de protones oelectrones en un átomo neutro de
un elemento se denomina número atómico del tal elemento. Si se pierden uno o más electrones, la estructura con carga
positiva que queda se llama ion positivo (figura 21.4b). Un átomo negativo es aquel que ha ganado uno o más electrones
(figura 21.4c). Tal ganancia o pérdida de electrones recibe el nombre de ionización.
Cuando el número total de protones en un cuerpomacroscópico es igual al número total de electrones, la carga total es igual
a cero y el cuerpo en su totalidad es eléctricamente neutro. Para dar a un cuerpo una carga excedente negativa, se puede
tanto sumar cargas negativas como eliminar cargas positivas de dicho cuerpo. En forma similar, un exceso de carga positiva
se crea cuando se agregan cargas positivas, o cuando se eliminan cargas...