practica circuitos mixtos

F1004.2 Electricidad y megnetismo
Periodo: 200813

CARGA ELECTRICA

Elisabetta Crescio

En física existen 4 tipos de interacciones fundamentales:
1. Gravitación: fuerzas entre planetas, estrellas..causa de la caída de
objectos al suelo
2. Interacción electromagnética: fuerzas entre cargas eléctricas,
corriente..fuerzas magnéticas (brújula, imán..)
3. Interacción fuerte: fuerzasnucleares (núcleos de los átomos)
4. Interacción débil : radiactividad (β decay)
ELECTROSTATICA: estudia las interacciones entre cargas eléctricas que
están en reposo.
La palabra “ELECTRICA” se deriva de la palabra griega “elektron” (ámbar).
Los antiguos griegos descubrieron ya en 600 a.C. que cuando frotaban ámbar
con lana, el ámbar atraía otros objetos.

plástico

plástico

piel
- - - -- - - -

Inicialmente, las barras no se atraen
ni se repelen (están “neutras”)

Las dos barras de plástico frotadas
con piel se REPELEN mutuamente

repulsión
vidrio

vidrio

seda
+ + + +

+ + + +

repulsión

Inicialemente, las barras de vidrio ni
se atraen ni se repelen (están
“neutras”)

Las dos barras de vidrio frotadas con
seda se REPELEN mutuamente

plástico
- -- -

vidrio
+ + + +

La barra de plástico (frotada con
piel) y la barra de vidrio (frotada con
seda) se ATRAEN

atracción
plástico

piel

La barra de plástico y la piel se
ATRAEN

atracción
seda

vidrio

La barra de vidrio y la seda se
ATRAEN

atracción
Al frotar barras de vidrio con seda (o barras de plástico con piel) las barras
adquieren CARGA ELECTRICA. Estosexperimentos han mostrado que hay dos
tipos de carga eléctrica (plástico-piel y vidrio-seda). Benjamin Franklin sugirió
llamar a estas dos clases de carga NEGATIVA y POSITIVA.
Dos cargas POSITIVAS (o NEGATIVAS) se REPELEN mutuamente.
Una carga POSITIVA y una carga NEGATIVA se ATRAEN.

ESTRUCTURA DEL ATOMO
Qué ocurre en las barras? No hay cambio visible alguno en las barras.
Examinamos laestructura de la materia: átomo
Protón (p) : carga positiva

Masa e = 9.109 10-31 kg

Neutrón (n) : no carga

Masa p = 1.672 10-27 kg

Electrón (e): carga negativa

Masa n = 1.674 10-27 kg

Las dimensiones del núcleo son del orden de 10-15 m. Alrededor del núcleo
están los electrones que se despliegan hasta distancias del orden de 10-10
m. Si un átomo tuviera un diámetro de unos km, sunúcleo seriá del tamaño
de una pelota de tenis.
La carga negativa del electrón (q = 1.6 10-19 C) tiene la misma magnitud que
la carga positiva del protón. En un átomo neutro el número de electrones es
igual al número de protones y la carga eléctrica nieta es cero.

ATOMO NEUTRO: número de protones (número atómico)
igual al número de electrones.

Si se separa uno o más electrones, laestructura restante tiene carga positiva y se
llama ION POSITIVO.
3 protons + 2 electrons
3

+

(-2)

= +1

Si el átomo gana uno o más electrones, la
estructura restante tiene carga negativa y se
llama ION NEGATIVO.

3 protons + 4 electrons
3

+

(-4)

= -1

Esta ganancia o pérdida de electrones se conoce como IONIZACION.

Lo que ocurre frotando el plástico con piel y elvidrio con seda es ionización .

plástico
----

piel
++++

Si se frotan una barra de plástico y un pedazo
de piel, ambos inicialmente sin carga, la barra
adquiere una carga negativa (toma electrones
de la piel) y la piel adquiere una carga positiva
de la misma magnitud. La carga se
TRANSFIERE de un cuerpo a otro (ni se crea
ni se destruye)

PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA CARGAELECTRICA:
La suma algebraica de todas las cargas eléctricas de cualquier sistema
cerrado es constante
CUANTIZACION DE LA CARGA ELECTRICA:
La magnitud de la carga del electrón o del protón es una unidad de carga.
Toda cantidad observable de carga eléctrica es un múltiplo entero de esa
unidad, q=1.6 10-19 C (Coulomb).
Excepción: los quarks (constituyentes elementales de los protones y neutrones)...