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Carga Eléctrica

Los primeros descubrimientos de losa cuales se tiene noticia en relación con los fenómenos eléctricos, fueron realizados por los griegos en la antigüedad. El filósofo y matemático Tales, que vivió en la ciudad de Mileto en el siglo V a. C. observó que un trozo de ámbar (es un mineral amarillento que proviene de la fosilización de resinas de árboles de madera dura) después de ser frotado con una piel de animal adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros, como trozos de paja y pequeñas semillas.

 

Sólo hasta casi 2,000 años más tarde comenzaron a reanudarse observaciones sistemáticas y cuidadosas de los fenómenos eléctricos, entre los cuales destacan los trabajos del médico Inglés William Gilbert. Este científico observó que algunos otros cuerpos, se comportan como el ámbar al frotarlos, y que la atracción que ejercen se manifiesta sobre cualquier otro cuerpo, aún cuando no sea ligero.

 

Como la designación griega que corresponde al ámbar es elektron, Gilbert comenzó a usar el término “eléctrico” para referirse a todo cuerpo que se comportaba como el ámbar, con lo cual surgieron las expresiones “electricidad”, “electrizar”, “electrización”, etc.

 

En la actualidad sabemos que todas las sustancias pueden presentar un comportamiento similar al del ámbar; es decir pueden electrizarse al ser frotadas con otra sustancia. Por ejemplo una regla de plástico se electriza cuando la frotamos con seda y puede atraer una bolita de unicel.

 

Carga positiva y carga negativa

Al realizar experimentos con varios cuerpos electrizados, se halla que pueden separarse en dos grupos:

· Grupo 1 Constituido por los cuerpos cuyo comportamiento es igual al de una barra de vidrio que se frota con seda. Podemos observar que todos los cuerpos electrizados de este conjunto se repelen unos a otros. Decimos que tales cuerpos están electrizados positivamente, o bien, que al ser frotados, adquieren una carga eléctrica positiva.

Grupo 2 Constituido por los cuerpos que se comportan como una barra de goma (o resina) frotada con un trozo de de tela de lana. También podemos observar que todos los cuerpos de este grupo se repelen unos a otros, pero atraen a los cuerpos del grupo anterior por lo tanto, decimos que los cuerpos de este segundo conjunto se encuentran electrizados negativamente, o bien que posen carga negativa cuando se les frota.

 

Llegamos así a la conclusión siguiente:

Existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, y las cargas de signo contrario se atraen

 

Electrización de un cuerpo

El famoso político y científico norteamericano, Benjamín Franklin, después de realizar un gran número de observaciones experimentales, halló que cuando dos cuerpos se frotan entre sí, si uno de ellos se electriza positivamente, el otro adquirirá necesariamente electricidad negativa. Por ejemplo, cuando frotamos una tela de seda una barra de vidrio, éste adquiere una carga eléctrica positiva, y la seda quedará electrizada negativamente.

Figura 18-5

 Los cuerpos electrizados cuya carga o electricidad es de nombre contrario se atraen y los que tienen electricidad del mismo nombre del mismo nombre se repelen

 

Al buscar una explicación de este hecho, Franklin la teoría de que los fenómenos eléctricos se producen por la existencia de un “fluido eléctrico” que se encuentra en todos los cuerpos. En un cuerpo no electrizado (cuerpo neutro), dicho fluido existiría en “cantidad normal”. Cuando dos cuerpos se frotaran entre si, ocurriría una transferencia de parte del “fluido eléctrico” de uno hacia el otro. El cuerpo que recibiera más fluido quedaría entonces electrizado positivamente, y el que lo perdiera quedaría electrizado positivamente, y el que lo perdiera quedaría electrizado negativamente. De esta manera cofrote a las ideas de franklin, no habría creación ni destrucción de la carga eléctrica, sino únicamente una transferencia de electricidad de un cuerpo hacía el otro; es decir la cantidad total de “fluido eléctrico” permanecía constante.

 

En la actualidad sabemos que la teoría de franklin era por lo menos, parcialmente correcta. De acuerdo con los descubrimientos realizados en este siglo, se sabe que en realidad el proceso de electrización consiste en la transferencia de carga eléctrica entre los cuerpos que se frotan. Pero dicha transferencia no se efectúa mediante el fluido eléctrico que Franklin imaginó, sino por el paso de electrones de un cuerpo hacía el otro.

 

Como se recordará, la moderna teoría atómica enseña que toda la materia está constituida, básicamente, por las partículas denominadas protones, electrones y neutrones. Los protones poseen carga positiva, los neutrones no tienen carga eléctrica, y los electrones poseen carga negativa.

 

En un cuerpo neutro (no electrizado) el número de protones es igual al de los electrones. Cuando frotamos dos cuerpos entre sí hay una transferencia de electrones de un cuerpo hacia otro. El que pierde electrones presenta un exceso de electrones presenta un exceso de protones, es decir, queda electrizado positivamente. Es obvio que el otro cuerpo quedará electrizado negativamente, y tendrá así, un exceso de electrones.

 

Así pues podemos destacar que un cuerpo en su estado normal, no electrizado, posee un número de protones igual al número de electrones. Si tal cuerpo pierde electrones, tendrá un exceso de protones, es decir se presentará electrizado positivamente. Si recibe electrones poseerá un exceso de esas partículas y estará electrizado negativamente.

 

Ejemplo

Dos esferas cubiertas de oro están separadas, de centro a centro, 12 cm. Si las esferas están cargadas una con -3.5 µC y otra con + 2.0 µC, ¿cuál será entonces el valor del campo situado entre las mismas?

 

 

 

La carga total es entonces

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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