Cargas eléctricas Prof. Arturo Blanco

ELECTRICIDAD

CUALIDAD DE LOS ÁTOMOS DE

FACILITAR EL FLUJO DE PARTÍCULAS

NEGATIVAS.

DESCUBRIMIENTO DE

LAS CARGAS

ELÉCTRICAS

TALES DE MILETO (640-547 a.C)

demostró que al frotar

un trozo de ámbar éste

atraía trozos de material

ligero.

La palabra eléctrico deriva

de elektron que significa

ámbar.

WILLIAM GILBERT

(1544 - 1603)

dió el nombre de eléctricos

a materiales que al ser

frotados, poseían poder de

atracción.

CHARLES DU FAY

(1698 - 1738) estudió

las interacciones

repulsivas de la

electricidad.

BENJAMÍN FRANKLING

(1706 - 1790)

propuso que había un

fluido eléctrico llamó

positivo. Su deficiencia

provocaba electrización

negativa.

PROPIEDADES DE LAS

CARGAS • SON + O –

• LOS OBJETOS PUEDEN CARGARSE

• LA CARGA ELEMENTAL ES DEL e-

• SE MIDE EN COULOMBS (C)

• CARGAS IGUALES SE REPELEN y

diferentes SE ATRAEN

PROPIEDADES DE LAS

CARGAS • POSITIVA SE DA AL FROTAR VIDRIO

CON SEDA.

• NEGATIVA SE DA AL FROTAR

PLÁSTICO CON LANA O PIEL.

• LA CARGA NO SE CREA NI SE

DESTRUYE SÓLO SE CONSERVA

• SÓLO SE PUEDEN TRANSFERIR

CARGAS – DE UN CUERPO A OTRO

Principio de Conservación de la

carga eléctrica

La cantidad de carga eléctrica de un

sistema aislado es constante.

El cuerpo redistribuye sus cargas pero no

crea o destruye las cargas.

Electroscopio

Instrumento con el cuál se detecta la

polarización, o carga eléctrica de un

cuerpo.

TIPOS DE MATERIALES

SEGÚN SU CONDUCCIÓN

ELÉCTRICA

CONDUCTORES

Materiales en los cuáles las cargas o

electrones fluyen en su interior y se

distribuyen libremente.

Ejemplos: metales, cuerpo humano.

SUPERCONDUCTORES

Metales en temperaturas cercanas del

cero absoluto.

AISLANTES O

DIELÉCTRICOS Conocidos como malos conductores o

materiales dieléctricos.

En ellos los núcleos atómicos no permiten

que los electrones fluyan en su interior,

por lo que sólo se distribuyen.

Semiconductores

Presentan oposición intermedia entre

aislantes y conductores, son la base de

los transistores electrónicos.

Ejemplos: Si, Ge, Se, Cu2O, PbS.

TIPOS DE CARGAS

Contacto:

• Un cuerpo poniéndolo en contacto con otro previamente energizado.

• En este caso, ambos quedarán cargados con carga del mismo signo.

TIPOS DE CARGAS

Inducción:

• La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo.

TIPOS DE CARGAS

Frotamiento:

Se caracteriza por producir cuerpos electrizados con cargas opuestas.

Esto ocurre debido a que los materiales frotados tienen diferente capacidad para retener y entregar electrones y cada vez que se tocan, algunos electrones saltan de una superficie a otra.

EL RELÁMPAGO

¿CÓMO SUCEDE?

Fuerza entre cargas eléctricas

Ley de Coulomb:

1) Las fuerzas eléctricas dependen de los valores de las cargas. Entre mayor carga más se repelen o atraen.

2) Las fuerzas eléctricas dependen de la distancia que separa las cargas, si la distancia aumenta la fuerza disminuye.

Charles Coulomb

(1736- 1806)

Fuerza eléctrica

• La cantidad física se representa con F.

• Su unidad es el coulomb o columbio.

• La carga eléctrica se representa con la

letra q.

• Carga del electrón: qe: 1,6x10-19 C.

Fórmula de fuerza eléctrica

F= 𝑲𝒒𝟏 𝒒𝟐

𝒓2

K= 9x109

Nm

2

C2

Fuerza en material diferente al

vacío

K= 9٠109 Nm2/C2 / Kd

Valores para Kd

Vacío, aire : 1

Vidrio: 4,5

Aceite: 4,6

Mica: 5,4

Agua: 81

Ejemplo 1

¿Cuál es la fuerza de repulsión

eléctrica que existe entre dos

electrones separados 1mm?

Ejemplo 2

Dos cargas eléctricas iguales están

separadas 1m y se repelen con

una fuerza de 5x10-25N. ¿Cuál es

la magnitud de cada carga?

Ejemplo 3

Dos cargas de 4x10-6C y 1x10-7C

respectivamente, experimentan una fuerza

de repulsión cuya magnitud es de 4x10-4N.

¿Cuál es la distancia que existe entre

ambas cargas?

Práctica 1. Dos cargas de igual magnitud se atraen con una

fuerza electrostática de 7,3x104N y se

encuentran separadas 5,1x10-1m. ¿Cuál es el

valor de cada carga? R/1,4x10-3C

2. Dos cargas iguales, cada una de 3x10-18C, se

repelen con una fuerza de 6x10-9N. ¿Cuál es la

distancia que las separa? R/3,7x10-9m

3. Entre dos cargas, la primera con una magnitud

de 1,11x10-18C y la segunda con 1,44x10-18C,

hay una separación de 1,9x10-2m. ¿Cuál es la

magnitud de la fuerza que se produce?

R/3,98x10-23N

4. ¿Cuál es el valor de a segunda carga, si

la fuerza entre esta carga y la primera

carga es der 1,86x10-12N; cuando esa

carga tiene 3,36x10-11C de magnitud y la

distancia que separa a ambas es dee

3x10-3m? R/5,5x10-17C

5. Una partícula de carga desconocida está

separada 9,3x10-2m de otra carga de

3,9x10-7C. Si la fuerza electrostática entre

las partículas es de 1,11x10-2N. ¿Cuál es

la magnitud de la primera carga?

R/2,7x10-8C

6. Complete el siguiente cuadro

FUERZA CARGA 1 CARGA 2 DISTANCIA CONSTANTE

6,3X10-6C

6,3X10-6C

1,23X10-1m

9,9X109Nm2/C2

4X10-10C

6,73X10-4C

20cm

9,9X109Nm2/C2

3,4X10-1N

6X10-9C

3,12X10-5C

9,9X109Nm2/C2

5N

3X10-8C

9,01X10-7C

9,9X109Nm2/C2

1,3X10-2N

2,3X10-13C

2mm

9,9X109Nm2/C2

7,45X10-1N

Carga del e-

Carga del e-

9,9X109Nm2/C2

1,25X10-3N

6,8nm

9,9X109Nm2/C2