UNIDAD 2

UNIDAD 2

ELECTRICIDAD - cargas eléctricas

Desde la antigüedad se conoce que ciertos materiales tienen la propiedad de atraer determinados
cuepos pequeños y ligeros, cuando se los frota con un paño; es el caso del ámbar o el vidrio que al ser
frotados con un paño de lana o seda, atraen pequeños pedazos de papel. De éstas experiencias surgió la palabra "electricidad", del griego elektrón ámbar.Al estudiar éstos fenómenos se vió que, por ejemplo, al poner en contacto pequeñas esféras de
papel, con un vidrio luego de haberse frotado con un paño, se atraen o se repelen según hayan estado
en contacto con el vidrio o con el paño. Al ser electrizadas, unas esféras adquieren la polaridad del
vidrio (positiva), y otras la opuesta (negativa) a traves del paño.
O sea, recibieron carga eléctrica deigual valor, pero de distinto signo.
atracción.
Las fuerzas de atracción o repulsión que
aparecen al interactuar cargas quedan definidas por la ley de Coulomb:

d

repulsión
Q1
F =

K .

F
d2

La unidad de carga eléctrica
es: Coulomb

. Q2

Q1

= cb

Q2

El valor de la constante K depende del medio y de las unidades empleadas.
El origen de la electrización esta dada entonces, en un traslado decargas en un material dando como
resultado una carencia o un exceso de las mismas.
Una vez cargado el cuerpo con una carga Q, aparece alrededor una región del espacio llamada campo
eléctrico en la que cada uno de sus puntos está asociado con una fuerza:

Campo

F0

F0

Q1

Q2

+

Eléctrico

Q0

Q0

El campo eléctrico E es producido por Q1 y Q2 .
E
lineas de fuerza
Sobre la carga puntual Q 0 inmersaen el campo eléctrico
del campo E
aparece asociada una fuerza F0 .
Para saber que ocurre con cargas eléctricas en movimiento dentro de un campo eléctrico se verá,
muy elementalmente, como está estructurada la materia.
La física teórica indica en un análisis básico, que el universo está constituido por materia y energia.
La materia se caracteriza por poseer masa, y ocupar un lugar en el espacio,por su parte la energia adopta diversas formas, y sufre continuas transformaciones.
En particular, la materia está formada por particulas elementales llamadas átomos, siendo éstos a su
vez una estructura compleja que incluye diversas particulas subatómicas. De manera elemental puede
representarse al átomo con un núcleo formado por protones de carga eléctrica positiva y por neutrones
sin carga, y unanube de electrones de carga negativa que se mueven alrededor del núcleo.

Estructura
básica
del Atomo

núcleo

electrones(-)

protones(+)
1

El átomo resulta eléctricamente neutro, debido a que la cantidad de protones presentes en el núcleo
es igual a la cantidad de electrones que forman la nube electrónica.
Ésta nube tiene varias capas según el átomo de que se trate, y desde el punto de vistadel movimiento
de cargas eléctricas, importa la última de ellas, o sea la más externa al núcleo. Esta contiene los
llamados electrones de valencia, que en el caso de los materiales conductores, al desprenderse o
absorverse, forman los portadores libres de carga, que son los protagonistas de la conducción
eléctrica.
Por ejemplo, en los metales los electrones de valencia, llamados electrones libres,pueden moverse
por el metal. Un átomo o molécula, al cual le fue extraido un electrón, se transforma en un ion positivo,
y si ha ganado un electrón, en un ion negativo. Entonces, los portadores de carga pueden ser,
electrones; iones positivos; ó iones negativos.
Con ésta breve introducción, podemos decir:

CONDUCCIÓN ELÉCTRICA: es un fenómeno físico que manifiesta un movimiento ordenado de
cargaseléctricas. Los portadores de éstas cargas pueden ser átomos o moléculas cargadas ( iones ),
o pueden ser electrones.
Este movimiento de cargas tiene lugar en un medio material. A continuación, vemos una descripción
-breve y muy elemental- de los materiales desde el punto de vista de la conducción eléctrica:

electrolíticos: soluciones acuosas
( iones )
Conductores

gaseosos: gases ionizados
(...