Área de formación: Física Profesor: Walter Orlando Gómez Artola Unidad 1 Carga eléctrica y campo eléctrico 1.1 Naturaleza eléctrica de la materia. Evolución de los modelos atómicos EL UNIVERSO ¿Cómo está constituido? Constituyentes del Universo Tiempo (marco) Espacio (marco) Energía (motor) Materia (sistemas) EL UNIVERSO Constituyentes del Universo Materia: Componente principal de los cuerpos, susceptible de toda clase de formas y de sufrir cambios, que se caracteriza por un conjunto de propiedades físicas o químicas, perceptibles a través de los sentidos. Espacio: Medio físico en el que se sitúan los cuerpos y los movimientos, y que suele caracterizarse como homogéneo, continuo, tridimensional e ilimitado. Tiempo: Dimensión física que representa la sucesión de estados por los que pasa la materia. Energía: Capacidad que tiene la materia de transformarse. 1.2 Carga eléctrica y estructura de la materia. 1.3 Conductores, aislantes y semiconductores. Aislantes 1.4 Métodos de electrización. Detección de la carga eléctrica. El electroscopio. El electroscopio es un dispositivo o instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo. Un electroscopio sencillo, consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja en la cual se encuentra un aislante de hule, que separa la barra metálica de la caja, para evitar la fuga de carga de la barra. 1.5 Ley de Coulomb. El físico francés, Charles Coulomb (1736-1806), estudió con gran detalle la interacción que existe entre cargas eléctricas y cuantificó por primera vez la atracción y repulsión eléctrica y dedujo la ley que las gobierna, utilizando un aparato llamado "Balanza de Torsión". A las interacciones entre cargas eléctricas se les conoce como: Fuerzas eléctricas. Coulomb de sus experimentos concluyó que: la fuerza eléctrica depende de la cantidad de carga que tengan los cuerpos, como también de su separación. La ley de Coulomb se enuncia así: "La fuerza eléctrica entre dos cuerpos cargados, es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa". 1.6 Campo Eléctrico y Fuerza Eléctrica 1.7 Dipolo Eléctrico Un dipolo eléctrico, es un par de cargas puntuales de igual magnitud y signos opuestos (una carga positiva +q y una carga negativa –q), separadas por una distancia d relativamente pequeña. El concepto es digno de estudiar con más detenimiento, porque muchos sistemas físicos, desde las moléculas hasta las antenas de televisión, se pueden describir como dipolos eléctricos. Una molécula de agua (H2O), se comporta como un dipolo eléctrico. Como un todo, la molécula de agua es eléctricamente neutra; no obstante, los enlaces químicos dentro de la molécula, ocasionan un desplazamiento de la carga; el resultado es una carga neta negativa en el extremo del oxígeno de la molécula y una carga neta positiva en el extremo del hidrógeno, formando así, un dipolo eléctrico. El efecto es equivalente al desplazamiento de un electrón en apenas 4 x 10–11 m (aproximadamente el radio de un átomo de hidrógeno); sin embargo, las consecuencias de este desplazamiento son muy profundas.
