INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA. CAMPO ELÉCTRICO Desde

INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA. CAMPO ELÉCTRICO
Desde muy antiguo se conoce un fenómeno natural que consiste en que
algunos materiales, al frotarlos, son capaces de atraer a otros cuerpos; dado;
dado que el primer material con el que se experimentó, en época griega, fue el
“ámbar” (en griego se conocía como “elektron”), a este fenómeno se le llamó
“fenómeno eléctrico”.
Hoy día son muchos los materiales que, frotados, adquieren esta
capacidad de atracción, y decimos que estos materiales se han electrizado.
Hay tres formas de electrizar un cuerpo:
Electrización por frotamiento
Electrización por contacto
Electrización por inducción
En todos los casos, la materia electrizada es capaz de interactuar con
otra materia, a veces de forma atractiva y otras de forma repulsiva.
Evidencias de esta interacción nos rodean y suceden, por ejemplo, cuando
acercamos el brazo a la pantalla del televisor, los pelos del brazo son atraídos
(se erizan); hay determinadas situaciones en las que trozos de plástico se nos
pegan a los dedos de las manos. Otras veces, la materia electrizada se pone de
evidencia en los rayos producidos en algunas tormentas y en las pequeñas
descargas que notamos al tocar, en ciertas ocasiones, alguna parte metálica de
nuestro coche.
Al igual que la interacción gravitatoria tiene su origen en una propiedad
de la materia que es su masa, esta nueva interacción observada, también tiene
que tener su origen en otra propiedad de la materia, a ésta se le da el nombre
de carga o carga eléctrica.
Al igual que la masa, la carga ha de medirse, por lo que se necesita una
unidad de medida así como un instrumento para medirla.
Para justificar el hecho observado de que el fenómeno eléctrico puede
ser atractivo o repulsivo, se necesita aceptar que esta propiedad de la
materia llamada carga eléctrica pueda mostrarse o evidenciarse de dos
formas antagónicas u opuestas; admitimos, por tanto, la existencia de materia
con carga eléctrica positiva y con carga eléctrica negativa. Así pues, se
produce interacción atractiva entre materia con carga eléctrica de distinto
signo, mientras que se produce interacción repulsiva entre materia con carga
eléctrica del mismo signo.
Conociendo lo elemental de los modelos atómicos, podemos decir que
esta propiedad de la materia está básicamente distribuida en dos tipos de
partículas subatómicas: Los electrones, con carga eléctrica negativa y los
protones con carga eléctrica positiva.
Por tanto, la materia no electrizada, que no presenta interacción
electrostática, sí tiene naturaleza eléctrica, poseyendo la misma cantidad de
carga de un tipo que de otro (de un signo que de otro).
Dado que el electrón es la partícula elemental portadora de carga
eléctrica, se toma éste como unidad para su medida, del mismo modo que se
toma el “metro” como unidad de medida de longitud; por tanto, la carga que
poseé el electrón se toma como unidad de medida, pero es muy pequeña para
las medidas habituales de ésta magnitud, así que se maneja otra unidad mayor:
El Culombio (C), de tal forma que la carga del electrón será 1,6 · 10-19 C.
La interacción entre cargas eléctricas, mejor sería decir entre
partículas cargadas eléctricamente, fue estudiada desde principios del siglo
XVII, culminando con la cuantificación de dicha interacción, llevada a cabo por
Charles de Coulomb mediante la expresión:
r
q ⋅ q´ r
F = K 2 ur
r
Conocida como “Ley de Coulomb”: La fuerza ejercida entre dos cargas
eléctricas es proporcional a la cantidad de carga presente (q y q´) e
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Dicha fuerza es un vector cuya dirección es la recta que une dichas
cargas. La cantidad de carga se mide en culombios y la distancia (r) en metros.
m2
K es una constante de proporcionalidad cuyo valor es 9 · 109 N 2 si las
C
cargas están en el vacío, si no fuera así, tendrá otro valor diferente.