CAMPO ELÉCTRICO

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Los átomos están constituidos por partículas que en algunos casos poseen carga eléctrica. La materia suele ser eléctricamente neutra y solo cuando los protones o los electrones están en exceso son las responsables de la carga en la materia.

El signo positivo o negativo asignado a cada tipo de carga fué algo totalmente arbitrario aunque aceptado universalmente. Las cargas que tienen signo contrario se atraen mientras que las cargas que tienen el mismo signo se repelen.

Por otra parte la carga total se conserva, cuando un cuerpo se electriza por cualquier método (por ejemplo por frotamiento) otro también se carga con cargas de signo contrario.

Por otra parte la carga menor conocida es la carga del electrón (-) o la del protón (+) y su valor es 1,6·10-19 C. Se dice que es la unidad natural de carga.

Como la transferencia de cargas siempre será un número entero de electrones podemos afirmar que la carga está cuantizada o lo que es lo mismo varía en una cantidad mínima de 1,6·10-19 C o un múltiplo entero de ella.

Todo fenómeno de electrización tiene lugar por transferencia de cargas de un cuerpo a otro. Por esa razón podemos decir que en un sistema aislado la totalidad de la carga se conserva.

LEY DE COULOMB.

Charles Augustin Coulomb fue quien, entre 1784-85 realizó la primera investigación cuantitativa de la ley que rige las fuerzas entre cuerpos cargados, utilizando una balanza de torsión como la que se ve a continuación demostró que las fuerzas existentes entre dos cuerpos cargados (atractivas o repulsivas) eran inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que había entre ellos.

Esta proporción puede convertirse en una igualdad si se multiplica por una constante:

F = k · (q · q') / r2

El valor de esta constante depende del sistema de unidades en el que se expresen la fuerza, la carga y la distancia. En el sistema internacional de unidades y cuando las cargas se encuentran en el vacío el valor de K es 9·109 N·m2·C-2.

Este es pues el enunciado de la ley de Coulomb:

"la atracción o repulsión ejercida sobre un cuerpo cargado por otro, es directamente proporcional a las cargas e inversamente al cuadrado de la distancia que los separa."

Esta ley queda restringida a cuerpos cuyo tamaño sea pequeño comparado con la distancia que los separa (cargas puntuales). Si el signo es el mismo son fuerzas repulsivas, si es distinto son fuerzas atractivas.

Unidades.

La unidad natural de carga es el electrón, sin embargo dado que es una carga muy pequeña se elige como unidad en el sistema internacional el culombio (C). La definición de coulombio se hará más adelante a partir de la unidad de intensidad de corriente eléctrica. La carga de un electrón equivale a 1.6×10-19 C.

La unidad de carga en el S.I. recibe el nombre de culombio (C) y se puede definir como la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección del conductor en un tiempo de 1 segundo cuando este está recorrido por una corriente de intensidad 1 amperio (A)

El valor de K en el vacío, en unidades del sistema internacional es de 9·109 N·m2·C-2. En otros medios K toma valores diferentes, como se indicó anteriormente.

En muchas ocasiones veremos K como (1/4πε) donde ε se llama "permitividad del medio". Cuando las cargas están en el vacío se representa por ε0.

La carga de 1 C es muy grande dade que según la ley de Coulomb, la fuerza con que se atraerían dos cargas de 1 C distanciadas 1 m en el vacío sería de 9·109 N. Por esta razón se tienden a usar submúltiplos de esta unidad.

 

Teoría: {0}, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}
Prácticas: