Ley de watts

Cargas positivas y negativas
Los átomos usualmente presentan igual cantidad de protones y electrones, en este caso decimos que se trata de un átomo eléctricamente neutro. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias un átomo puede ganar o peder uno o más electrones. Cuando un átomo gana uno o más electrones (exceso de electrones) queda cargado negativamente y cuando un átomo pierde uno o máselectrones (exceso de protones) queda con carga eléctrica positiva.
Por tanto llegamos a la conclusión de que existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen y las cargas eléctricas de signo contrario se atraen.
Fig. Nº 4. Cargas de igual signo se repelen (b) y cargas de signo diferente se atraen (b)
Medición de la cargaeléctrica
Ya sabemos que cuando un cuerpo está electrizado posee un exceso de protones (carga positiva), o bien, un exceso de electrones (carga negativa). Por ese motivo, el valor de la carga de un cuerpo, representada por {draw:frame} , se puede medir por el número de electrones que el cuerpo pierde o gana. Pero esta forma de expresar el valor de la carga no resulta práctica, pues se sabe que en unproceso común de electrización el cuerpo pierde o gana un número muy elevado de electrones. De este modo, los valores de {draw:frame} estarían expresados por números sumamente grandes.
En la práctica se procura utilizar una unidad de carga más adecuada. En el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de carga eléctrica es el coulomb (símbolo C).
Cuando decimos que un cuerpo posee unacarga de 1 C, ello significa que perdió o gano 6.25 × 1018 electrones.
Generalmente se suele trabajar con cargas eléctricas mucho menores que 1 C. En este caso, es costumbre expresar los valores de las cargas de los cuerpos electrizados mediante submúltiplos, en milicoulombs (mC) o bien en microcoulombs (μC).
1 mC = 10–3 C
1 μC = 10–6 C
La unidad de carga más pequeña conocida en lanaturaleza es la carga del electrón (que es igual en magnitud a la del protón), su valor es: {draw:frame} .
Ley de Coulomb
Consideremos dos cuerpos electrizados con cargas {draw:frame} y {draw:frame} (en coulombs), separados una distancia {draw:frame} (en metros) y situadas en el vacío, tal como se muestra en la figura Nº 5. Supóngase que las dimensiones de dichos cuerpos son despreciables(cargas puntuales). La ley de Coulomb establece que estas cargas se atraen o repelen mediante una fuerza eléctrica {draw:frame} (en newtons), la cual es inversamente proporcional al cuadrado de la separación {draw:frame} y directamente proporcional al producto de las cargas {draw:frame} y {draw:frame} .
Matemáticamente la ley de Coulomb está dada por:
{draw:frame}
Donde {draw:frame} es laconstante electrostática del vacío, en el SIU su valor es 9.0 × 109 N m2 C–2.
Si las cargas son colocadas en el interior de un medio material cualquiera (por ejemplo agua, aire, aceite, etc.), se observa que el valor de la fuerza de interacción entre ellas sufre una reducción, mayor o menor, dependiendo del medio. Este factor de reducción se denomina "constante dieléctrica del medio", y serepresenta por la letra {draw:frame} . Luego la fuerza de interacción entre las cargas es:
{draw:frame}
Observar que la fuerza entre dos cargas prácticamente no se altera cuando pasan del vacío al aire.
{draw:frame}
Figura Nº 5. Fuerza de atracción entre dos cargas puntuales de signos opuestos
Conductores y aislantes
Como ya dijimos en la sección anterior, los átomos se combinanpara formar compuestos; así cuando varios átomos se reúnen para formar ciertos sólidos, como los metales por ejemplo, los electrones de las órbitas más alejadas del núcleo no permanecen unidos a sus respectivos átomos, y adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se denominan electrones libres. Por tanto, en materiales que poseen electrones libres es posible que...