ley de coulum

Ley de Coulomb

Introducción
En este tema comenzaremos el estudio de la electricidad con una pequeña discusión sobre
el concepto de carga eléctrica, seguida de una breve introducción al concepto de
conductores y aislantes y el modo en que un conductor adquiere la carga. A continuación,
estudiaremos la Ley de Coulomb que describe la fuerza ejercida por una carga eléctrica
sobre otra

Carga eléctrica.

Su conservación y cuantización.

Hoy sabemos que cuando el vidrio se frota con un paño de seda, se transfieren electrones
del vidrio a la seda y por lo tanto, ésta adquiere un número en exceso de electrones y el
vidrio queda con un déficit de estas partículas. Según la clasificación de Franklin, que
todavía se utiliza, la seda se carga negativamente, y se dice que loselectrones transportan
una carga negativa.
Ahora sabemos que la materia está formada por átomos eléctricamente neutros. Cada átomo
posee un pequeño núcleo que contiene protones dotados cada uno con una carga positiva y
neutrones de carga nula. El número de protones en el núcleo es el número atómico Z del
elemento. Rodeando al núcleo existe un número igual de electrones negativamente
cargados.El electrón y el protón son partículas muy distintas. Así, la masa del protón es
aproximadamente 2000 veces mayor que la del electrón. Sin embargo, sus cargas son
exactamente iguales pero opuestas en signo. La carga del protón es e y la del electrón -e,
siendo e la unidad fundamental de carga. Todas las cargas se presentan en cantidades
enteras de la unidad fundamental de carga e*. Es decir,la carga está cuantizada. Toda
carga Q presente en la naturaleza puede escribirse en la forma Q = + Ne siendo N un
número entero. La cuantización de la carga eléctrica no se observa normalmente, porque N
es casi siempre un número entero muy grande. Por ejemplo, al cargar una barra de plástico
frotándola con un trozo de piel se transfieren del orden de 1010 electrones a la barra.
Cuando losobjetos están en íntimo contacto, como ocurre al frotarlos entre sí, los
electrones se transfieren de un objeto al otro. Un objeto queda con un número en exceso de
electrones y se carga, por tanto, negativamente y el otro queda con un déficit de electrones
y su carga es positiva. En este proceso la carga no se crea, sino simplemente se transfiere.
La carga neta de los dos objetos consideradaglobalmente no cambia. Es decir, la carga se
conserva. La ley de la conservación de la carga es una ley fundamental de la naturaleza.
En ciertas interacciones entre partículas elementales puede ocurrir que los electrones se
creen o aniquilen. Sin embargo, en todos estos procesos se producen o se destruyen
cantidades iguales de cargas negativas y positivas, de manera que la carga del universo novaría. Por ejemplo, siempre que se crea un electrón de carga -e, se crea también una
partícula llamada positrón de carga +e. (Este proceso se llama producción de pares).
La unidad SI de carga es el coulomb, el cual se define en función de la unidad de corriente
o intensidad eléctrica, el ampere. (El ampere se define a partir de medidas de fuerza
magnética. Es la unidad de corriente utilizada enlos circuitos eléctricos usuales.) El
coulomb (C) es la cantidad de carga que fluye a través del área transversal de un cable
conductor en un segundo cuando la intensidad de corriente en el mismo es de un ampere.
La unidad fundamental de carga eléctrica e está relacionada con el coulomb por:

e = 1.60 x 10-19 C
* En el modelo quark de las partículas elementales, se supone que los protones,neutros y otras partículas
están formadas por entes llamados quarks que transportan cargas de + 1/3 e ó + 2/3 e. Aparentemente los
quarks no pueden observarse individualmente, sino sólo en combinaciones que dan lugar a una carga neta de
+ Ne ó 0.

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Conductores y aislantes
En muchos materiales, tales como el cobre y otros metales, parte de los electrones
pueden moverse libremente en...