1. Carga eléctrica

Electricidad: Es la parte de la física que
estudia los fenómenos producidos por las
cargas eléctricas.
Electrostática: Cargas
eléctricas en reposo.
Electrocinética: Cargas
eléctricas en movimiento
(corriente eléctrica)
Electromagnetismo:
Estudia las relaciones entre
las cargas eléctricas y los
fenómenos magnéticos.
Electrostática
1. Cargas eléctricas.
2. Clases de cargas eléctricas.
3. Electrización de los cuerpos.
4. Electroscopio
5. Conductores y Aisladores.
6. Conexión a tierra.
7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas.
8. Ley Cuantitativa o Ley de Coulomb.
1. Carga eléctrica (q) :
Es una propiedad fundamental y
característica de muchas de las
partículas elementales que forman la
materia.
1. Carga eléctrica (q) :
De hecho toda
la materia esta
compuesta
fundamentalment
e de protones,
neutrones y
electrones y dos
de estas
partículas tienen
carga.
1. Carga eléctrica (q) :
Cuando decimos que un objeto esta cargado, lo
que queremos decir es que el número de
electrones es diferente al número de protones;
así entendemos que un cuerpo esta cargado
positivamente cuando tiene una deficiencia de
electrones.
Según el principio de la carga eléctrica, esta
no puede crearse ni destruirse, solo transferirse
2. Clases:
a) Carga eléctrica neutra: Un cuerpo es
eléctricamente NEUTRO cuando la suma de
las cargas positivas es igual a la suma de las
cargas negativas. También se le llama cuerpo
descargado.
+ - +
+ +
+
- - +
+-+-+-+-+-+-
2. Clases:
b) Carga eléctrica positiva o vítrea: Un
cuerpo queda cargado positivamente cuando
pierde electrones, es decir el cuerpo queda
con más protones (+). En la práctica es la
que aparece en una barra de vidrio al ser
frotada con la seda.
Cuerpo
descargado
(vidrio)
+
+
-
+
- +
+ -
+
-
Tela de seda
descargada
b) Carga eléctrica positiva o vítrea:
La barra de
vidrio pierde
electrones...
Observa
b) Carga eléctrica positiva o vítrea:
Vidrio cargado
positivamente porque
pierde electrones (-)
después de ser
frotado por una tela
de seda.
La tela de seda gana
electrones.
2. Clases:
c) Carga eléctrica negativa o resinosa: Un cuerpo
adquiere carga negativa cuando gana electrones de
alguna fuente exterior; es decir, queda con un exceso
de electrones. En la práctica es la que aparece en una
barra de resina (o plástico/ebonita) al ser frotada
con una tela de lana; esto se debe a que los electrones
de la lana han pasado a la barra de resina quedando
ésta con carga negativa.
Cuerpo
descargado
(lana)
+ - + + - + -
+ - + + - + -
Barra de
resina
descargada
c) Carga eléctrica negativa o resinosa:
La barra de resina
gana electrones ...
Observa
c) Carga eléctrica negativa o resinosa:
Resina cargada
negativamente, porque
gana electrones,
después de ser frotado
con la lana
La tela de lana
ha cedido
electrones a la
resina
Un cuerpo adquiere “carga
eléctrica” cuando gana o
pierde “electrones”
3. Electrización de los cuerpos
Todos los átomos y por consiguiente, todos los
cuerpos en estado natural tienen igual cantidad de
electrones
que de protones; para cargarlos
eléctricamente bastará con alterar el número de
cualquiera de ellos, aunque a decir verdad, es más
fácil alterar a los primeros , pues los segundos se
encuentran firmemente sumergidos en el núcleo
atómico. Así pues surgen tres métodos paracargasr
eléctricamente a los cuerpos, y ellos son:
a) Frotamiento
b) Contacto
c) Inducción ( o influencia)
3. Electrización de los cuerpos
a) Frotamiento
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de
electrones = número de protones), ambos se cargan, uno
con carga positiva y el otro con carga negativa.
Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un
traspaso de electrones del vidrio a la seda.
Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un
traspaso de electrones del paño a al lápiz.
a) Frotamiento
a) Frotamiento
3. Electrización de los cuerpos
b) Contacto
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro
previamente cargado. En este caso, ambos quedan
con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un
cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero
también queda con carga positiva. La electrización de
contacto se exalta intensificando éste por frotamiento
y es tanto más evidente cuanto más aislante es uno de
los materiales
3. Electrización de los cuerpos
Electrización por contacto
Electrización por contacto
b) Electrización por contacto
3. Electrización de los cuerpos
c) Inducción ( o influencia)
Se trata de un procedimiento mediante el cual un
material es capaz de comunicar una carga de
sentido opuesto sin que se altere su propia carga. El
objeto cargado se denomina inductor y las cargas
producidas reciben el nombre de cargas inducidas.
3. Electrización de los cuerpos
Primeramente, precisemos dos términos:
Inducción y Polarización
(Acción a distancia)
(Separación de las cargas)
Electrización por Inducción.
1º Escena. Hay un cuerpo
conductor neutro.
2º Escena. Se aproxima
por la izquierda un cuerpo
electrizado (inductor).El
cuerpo se polariza
-
+ -
3º Escena. Se conecta y
desconecta a Tierra el
cuerpo (por la derecha)
-
+ -
4º Escena. Se retira el
cuerpo inductor. El cuerpo
inicial queda electrizado.
+
4. Electroscopio
El electroscopio es un
instrumento que está
esencialmente
constituido por dos hojas
de metal u otro material
que se ubican dentro de
un vaso o recipiente
transparente, y que son
conectadas al exterior por
un elemento metálico.
4. Electroscopio
Un objeto cargado eléctricamente que se acerca o
toca un electroscopio produce una separación de las
hojas. De este modo, el electroscopio permite
averiguar si un objeto está o no cargado de
electricidad estática.
4. Electroscopio
Estructura
Este dibujo esquemático
muestra las partes básicas del
dispositivo: (a) y (a_) son
láminas metálicas delgadas
colgadas de un soporte
metálico (b); (c) es un
recipiente de vidrio, y (d) es
una bola que recoge las cargas
eléctricas.
Las cargas (positivas o negativas) se conducen hasta las
láminas a través del soporte metálico. Como las cargas
iguales se repelen, las láminas se separan. La cantidad de
carga se calcula midiendo la distancia entre las láminas.
Tú puedes construirte
un electroscopio y
experimentar con él.
Solamente necesitas
tener un alambre
(puede ser un clip), un
vaso de plástico
transparente o una
botella de bebida, dos
trocitos de papel,
imaginación y ganas de
hacerlo.
5. Conductores y Aisladores
Cuerpo al cual se le
colocan cargas en la
zona que se indica
+ + + + +
Posibles
comporta
-miento
+++++
Las cargas permanecen
en el lugar en que se las
coloco
Nombre:
AISLADOR
+
+
+
+
+
+
Las cargas se distribuyen
en la periferia de todo el
cuerpo.
CONDUCTOR
5. Conductores y Aisladores
Conductor electrizado
• Nota que en los conductores, el exceso de carga
eléctrica se distribuye en los límites del cuerpo.
++
+
+
++++
+
+ + ++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
+
+
+
+
5. Conductores y Aisladores
(Conceptos Relativos)
• En general, podemos decir que, bajo determinadas
condiciones, todos los materiales son, en alguna
medida, CONDUCTORES.
• Cuando veamos esto desde el punto de vista
cuantitativo, podremos asignarle a cada material un
número que exprese su capacidad de conducción.
• De momento digamos que los materiales, desde este
punto de vista, se distribuyen del modo siguiente:
Cerámica, H2O
Aisladores o malos
conductores
Silicio, Selenio,
Germanio
Semi conductores
Gomas
Al, Cu, Au
Conductores
5. Conductores y
Aisladores
(Conceptos Relativos)
Ciertos objetos que comúnmente consideramos
aisladores, en ciertas condiciones son conductores
+
H2O
5. Conductores y
Aisladores
(Conceptos Relativos)
NaCl
+
H2O
6. Conexión
a Tierra
Sea un cuerpo A electrizado y B neutro e infinitamente
grande en relación al primero. Ambos conductores.
Antes del
contacto
Después del
contacto
+ + + + +
A
+
B
A
B
6. Conexión
a Tierra (Importancia)
Contar con un servicio eléctrico brinda a las familias comodidad;
pero el usuario, por su seguridad debe contar con una medida de
protección indispensable que es la conexión a tierra.
La construcción de las diferentes edificaciones: residenciales,
comerciales e industriales implica necesariamente la instalación
de una conexión a tierra. Así lo dispone la ley para garantizar
a los usuarios su seguridad.
Seguridad para las personas
6. Conexión
a Tierra
En viviendas: refrigeradoras,
congeladoras y equipos de
aire acondicionado; lavadoras
y secadoras de ropa,
lavaplatos, bombas de
sumidero y equipos eléctricos
de acuarios; herramientas de
mano accionados por
motores; artefactos
accionados por motor de los
tipos siguientes: podadores de
arbusto, cortador de césped y
limpiadores; lámparas
portátiles de mano.
Excepción: Las herramientas y artefactos registrados, protegidos
por un sistema de aislamiento doble o su equivalente, no
necesitarán ser puestos a tierra. Donde se empleen tales sistemas,
los equipos deberán llevar marcas distintivas.
6. Conexión
a Tierra
Las normas en relación a la
puesta a tierra fueron dadas
en el Código Nacional de
Electricidad , formulado por
el Ministerio de Energía y
Minas, a través de la
Dirección General de
Electricidad mediante Decreto
Ley # 119521,
6. Conexión
a Tierra
•Las fallas en los aparatos eléctricos son peligrosos y
suceden en forma imprevista y casual. Cuando la
falla no encuentra una conexión a tierra, la corriente
eléctrica retorna a la fuente de suministro, pasando
por el artefacto eléctrico y dañandolo e incluso a
través de la persona electrocutándolo.
7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas
• Las partículas con cargas del mismo signo se
repelen y de signos diferentes se atraen.
7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas
•Las partículas con
cargas de signos
diferentes se atraen.
•Las partículas con
cargas del mismo
signo se repelen.
7. Ley Cualitativa de las cargas eléctricas
•Estas fuerzas eléctricas de atracción y repulsión,
obedecen a la tercera ley de Newton.
•Las fuerzas actúan en cuerpos diferentes con
igual intensidad o módulo, pero sentidos
opuestos.
8. Ley Cuantitativa de las cargas
eléctricas o Ley de Coulomb
• La Ley de Coulomb para dos cargas puntuales puede
formularse del siguiente modo:
“El módulo de la fuerza de atracción o repulsión eléctrica es
directamente proporcional al producto de las cargas eléctricas
e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que
los separa”.
La constante K, en unidades internacionales tiene el valor de
8. Ley Cuantitativa de las cargas
eléctricas o Ley de Coulomb
La ley de Coulomb es en honor a Charles Augustin
de Coulomb (1736-1806).