CARGA ELECTRICA

CARGA ELECTRICA
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio
(símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un
conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un amperio, y se
corresponde con la carga de 6,24 × 1018 electrones aproximadamente.
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta en dos tipos.
Éstas llevan ahora el nombre con las que miguel las denominó: cargas positivas y
negativas. Cuando cargas del mismo tipo se encuentran se repelen y cuando son diferentes
se atraen. Con el advenimiento de la teoría cuántica relativista, se pudo demostrar
formalmente que las partículas, además de presentar carga eléctrica (sea nula o no),
presentan un momento magnético intrínseco, denominado "spin", que surge como
consecuencia de aplicar la teoría de la relatividad especial a la mecánica cuántica.
Carga eléctrica elemental
Las investigaciones actuales de la física apuntan a que la carga eléctrica es una
propiedad cuantizada. La unidad más elemental de carga se encontró que es la carga
que tiene el electrón, es decir alrededor de 1.6 x 10-19 culombios y es conocida como
carga elemental. El valor de la carga eléctrica de un cuerpo, representada como q o Q,
se mide según el número de electrones que posea en exceso o en ausencia.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina
culombio (símbolo C) y se define como la cantidad de carga que a la distancia de 1
metro ejerce sobre otra cantidad de carga igual, la fuerza de 9x109 N.
Un culombio corresponde a 6,24 × 1018 electrones. El valor de la carga del electrón fue
determinado entre 1910 y 1917 por Robert Andrews Millikan y en la actualidad su
valor en el Sistema Internacional de acuerdo con la última lista de constantes del
CODATA publicada es:
FUERZA ELECTRICA
Fuerza entre cargas
Coulomb fue el primero en determinar, en 1785, el valor de las fuerzas ejercidas entre
cargas eléctricas. Usando una balanza de torsión determinó que la magnitud de la fuerza
con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas puntuales en reposo es directamente
proporcional al producto de las magnitudes de cada carga e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa.[13]
La ley de Coulomb puede expresarse como:
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas
puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de
ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las
separa.
Desarrollo de la ley
Desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza
electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de
torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a regresarla a su posición original, con lo que
conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la
fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de
cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir , depende de si sus
cargas son negativas o positivas.
En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a
diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre
ellas observando el ángulo que giraba la barra.
La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay
movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a
velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza
electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas
puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia se expresa como:
Dadas dos cargas puntuales y separadas una distancia en el vacío, se atraen o repelen
entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por:
La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:
Donde
es un vector unitario que va en la dirección de la recta que une las cargas, siendo
su sentido desde la carga que produce la fuerza hacia la carga que la experimenta.
Al aplicar esta fórmula en un ejercicio, se debe colocar el signo de las cargas q1 o q2 ,según
sean éstas positivas o negativas.
El exponente (de la distancia: d) de la Ley de Coulomb es, hasta donde se sabe hoy en día,
exactamente 2. Experimentalmente se sabe que, si el exponente fuera de la forma
,
entonces
.
Representación gráfica de la Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo.
Obsérvese que esto satisface la tercera de la ley de Newton debido a que implica que
fuerzas de igual magnitud actúan sobre y
. La ley de Coulomb es una ecuación
vectorial e incluye el hecho de que la fuerza actúa a lo largo de la línea de unión entre las
cargas.
Constante de Coulomb
La constante es la Constante de Coulomb y su valor para unidades SI es
.
Nm²/C².
La ecuación de la ley de Coulomb queda finalmente expresada de la siguiente manera:
La constante, si las unidades de las cargas se encuentran en Coulomb es la siguiente K = 9
* 109 * N * m2 / C2 y su resultado será en sistema MKS (N / C)
Aparatos Para medir propiedades eléctricas

Electrómetro mide la carga
Se denomina electrómetro a un electroscopio dotado de una escala. Uno de los
modelos de electrómetro consiste en una caja metálica en la cual se introduce,
debidamente aislada por un tapón aislante, una varilla que soporta una lámina de oro
muy fina o una aguja de aluminio, apoyada en este caso de tal manera que pueda
girar libremente sobre una escala graduada.
Al establecer una diferencia de potencial entre la caja y la varilla con la lámina de
oro (o la aguja de aluminio), esta es atraída por la pared del recipiente. La
intensidad de la desviación puede servir para medir la diferencia de potencial entre
ambas.

Amperímetro mide la corriente eléctrica
Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente
que está circulando por un circuito eléctrico. Si hablamos en términos básicos, el
amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas
cantidades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo
de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios
rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna
muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no
disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

galvanómetro mide la corriente
Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente
eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una
deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica
que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos
del mismo dispositivo en equipos de grabación, posicionamiento y
servomecanismos.

Ohmetro mide la resistencia
El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje
a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la
corriente que circula a través de la resistencia.

Voltímetro mide la tensión
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial
entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Vatímetro mide la potencia eléctrica
El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la
tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo
consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina
móvil llamada «bobina de potencial»

Multímetro mide todos los anteriores valores
Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un
instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros
eléctricos y magnitudes en el mismo dispositivo. Las funciones más comunes son
las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal
en toda la gama de electrónica y electricidad
Aplicaciones de fuerza eléctrica
 Las leyes de coulomb opera el diseño de los aislamientos usados en todo lo que son
los accesorios de unión, separación y extensión de líneas eléctricas aéreas. En el
diseño de cables para el cálculo del grosor del material aislante.
 Se usa en los experimentos o pruebas de equipo llamada de impulso, en donde
precisamente se prueban estos distintos dispositivos.