Temario I Física Iv

ELECTROSTÁTICA
ESTRUCTURA DEL ELECTRÓN (tabla 1.1)
Nombre de la Partícula | Símbolo | Masa | Carga eléctrica | Valor de carga |
Protón | P | 1.67 X 10-27 kg | e+ | 1.6xlO-19 e |
Neutrón | N | 1.67 X 10-27 kg | O | O |
Electrón | E | 9.11 X 10-31 kg | e- | 1.6xlO-19 e |

El tipo de átomo depende del número de protones en el núcleo. El más simple es el Hidrógeno (H), con un protón (+1 electrón), le sigue el Helio (He), con 2 protones (y 2 neutrones) + 2
electrones.
Al interior del átomo casi toda la masa está contenida en el núcleo, mientras que casi todo el espacio es ocupado por una nube de electrones. Aunque el tamaño de los átomos varía de acuerdo con el número de electrones y protones que tiene, para que te des una idea de las dimensiones del núcleo atómico enrelación con la nube de electrones en el átomo de hidrógeno,
asumamos que el diámetro del núcleo es 100,000 veces más pequeño que el diámetro atómico; entonces, si un átomo de hidrógeno fuera tan grande como para que su núcleo midiera un milímetro de radio aproximadamente el tamaño de una semilla de uva), su nube de electrones sería una esfera de 100 metros de Radio, o sea, un radio del largo de unacancha de futbol.

CONDUCTORES, AISLANTES Y SEMICONDUCTORES.
Dependiendo de la facilidad relativa con que los cuerpos pueden transportar carga eléctrica, éstos se clasifican principalmente en conductores y aislantes. Los conductores permiten que las cargas se muevan fácilmente a través de ellos, presentando muy poca oposición al transporte de carga. Entre los mejores conductores se encuentranlos metales como oro y cobre. También están los materiales aislantes, cuya característica es la dificultad para hacer circular cargas eléctricas por ellos; la madera y el plástico son aislantes. Existen materiales cuya capacidad para transportar carga es intermedia entre la de los conductores y aislantes, a éstos se les conoce como semiconductores, los cuales poseen la notable propiedad de que si asu estructura electrónica se le agregan pequeñas cantidades de otros materiales (proceso que se conoce como dopado), entonces es posible modificar su capacidad para conducir cargas eléctricas. El material semiconductor por excelencia es el silicio, que es utilizado en la construcción de prácticamente cualquier instrumento electrónico (computadoras, teléfonos celulares, televisores, celdassolares, etc.
UNIDADES DE CARGA ELÉCTRICA
Regresando a nuestro modelo del átomo y sus partículas fundamentales, el neutrón no tiene carga eléctrica, mientras que el protón y el electrón tienen una carga de +e y -e, respectivamente (tabla 1.1), donde. e = 1.6x1019 e; y 1 C = 1 Coulomb, que es la unidad utilizada para medir cargas eléctricas en el Sistema Internacional (SI).

Debido a que un Coulombes una unidad de medida muy grande, ya que se requieren aproximadamente 6x1018 electrones para tener un Coulomb de carga negativa, se prefiere usar submúltiplos de esta cantidad:
microcoulombs (1 µC= 1.0 x10-6 Coulombs)
mili-coulombs ( 1 mC = 1.0xl0-3 Coulombs)
pico-coulombs ( 1 pC =1.0xl0-12Coulombs)

CARGA ELÉCTRICA FUNDAMENTAL
A la magnitud de la cantidad de carga (e) queposeen tanto el electrón como el protón se le conoce como cantidad de carga eléctrica fundamental, queriendo dar a entender con ello que no existe en la naturaleza una cantidad más pequeña que e. Este hecho se conoce gracias a los trabajos de investigación de Robert E. Millikan realizados a principios del siglo xx. La implicación de este descubrimiento es que cualquier carga Q se puede expresar como unmúltiplo entero de la carga eléctrica fundamental e, esto es:
Q=Ne
Donde N es un número entero, igual al número de electrones o de protones y e es la magnitud de la carga elemental. Recuerda que en la tabla 1.1 presentamos su valor, el protón tiene una carga +e y el electrón una carga eléctrica -e .
LEY DE COULOMB
La fuerza con que se atraen o repelen dos cuerpos cargados eléctricamente...