1.1+conceptos+generales

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por: herrera gutierrez jessica ELECTROESTATICA 1.1 __Conceptos Generales__ La electrostática (denominada también electricidad estática) estudia las fuerzas y los fenómenos eléctricos producidas por distribuciones de cargas estáticas (esto es el campo electrostático de un cuerpo cargado) a través de conceptos tales como el campo electrostático y el potencial eléctrico y de leyes físicas como la ley de Coulomb; la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Posteriormente, las leyes de Maxwell permitieron mostrar como las leyes de la electrostática y las leyes que gobernaban los fenómenos magnéticos pueden ser estudiados en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo. Una manifestación de carga estática la tenemos en las nubes cuando se generan tormentas eléctricas con rayos. Cuando una nube se encuentra completamente ionizad o cargada positivamente, se establece un canal o conducto natural que es capaz de atraer iones cargados negativamente desde la tierra hasta las nubes. Cuando los iones negativos procedentes de la tierra hacen contacto con l nube, se produce el rayo al liberar ésta la enorme carga de corriente eléctrica estática acumulada. La electricidad es una categoría de fenómenos físicos originados por la existencia de cargas eléctricas y por la interacción de las mismas. Cuando una carga eléctrica se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio; cuando está en movimiento, produce además efectos magnéticos. Los efectos eléctricos y magnéticos dependen de la posición y movimiento relativos de las partículas cargadas. En lo que respecta a los efectos eléctricos, estas partículas pueden ser neutras, positivas o negativas. La electricidad se ocupa de las partículas cargadas positivamente, como los protones, que se repelen mutuamente, y de las partículas cargadas negativamente, como los electrones, que también se repelen mutuamente. En cambio, las partículas negativas y positivas se atraen entre sí. Este comportamiento puede resumirse diciendo que las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de distinto signo se atraen. La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro. Antes del año 1832, Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales. La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables. O cuando partículas ionizadas se depositan en un material, como ocurre en los satélites al recibir el flujo del viento solar y de los cinturones de radiación de Van Allen. La capacidad de electrificación de los cuerpos por rozamiento se denomina efecto triboeléctrico; existe una clasificación de los distintos materiales denominada secuencia triboeléctrica. Carga punto La carga punto es un modelo que se caracteriza por no tener masa, por lo tanto no es afectada por la gravedad y no tiene dimensiones. Se define Coulomb como la carga que tiene un punto que colocado en el vacío a un metro de otra igual, la repele con una fuerza de 9.109 Newtons. Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en coulombs. La fuerza (F) entre dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la ley de Coulomb: F = ko.q1.q2/r r: distancia entre cargas ko: constante de proporcionalidad que depende del medio que rodea a las cargas. ko = 9.109 N.m ²/C ² Esta constante también se puede referir a la permeabilidad del vacío: ko = 1/4.π. ε o ε o = 8,85415.10-12 C ²/N.m ² (permeabilidad del vacío). F = q1.q2/4.π. ε o.r ² Toda partícula eléctricamente cargada crea a su alrededor un campo de fuerzas. Este campo puede representarse mediante líneas de fuerza que indican la dirección de la fuerza eléctrica en cada punto. EJEMPLO: Calcular el campo eléctrico de una Carga de 6 coulomb aplicada a una carga de prueba inicial que se encuentra a (-4i+2j). Las fórmulas para el caso son: F = k0.qF.q/r2 (1) E = F/qF (2) k0 = 9.109 N.m ²/C ² Despejando la fuerza F (entre las cargas) de la ecuación (2): E = F/qF F = E.qF (2) Igualando las ecuaciones (1) y (3): k0.qF.q/r2 = E.qF Ahora cancelamos la carga de prueba qp : k0.q/r2 = E (4) Como r es la distancia entre ambas cargas la hallamos como el módulo del vector (-4i + 2j) utilizando sus componentes, y como no se aclara la unidad adoptamos m, es decir que la longitud de sus componentes estará dada en metros: r ² = (-4 m) ² + (2 m) ² r ² = 16 m ² + 4 m ² r ² = 20 m ² Resolviendo la ecuación (4): E = (9.109 N.m ²/C ²).(6 C/20 m ²) E = 2,7.109 N/C Nota: Cuando dos cargas se enfrentan a una determinada distancia r una ejerce sobre la otra una fuerza F igual y contraria a la que la otra carga le ejerce a la primera (ecuación 1), si una carga es positiva genera un campo eléctrico saliente que afectará a la carga que tiene enfrente (ecuación 2). La carga de prueba se toma simbólicamente y en estos casos se anula (ecuación 4). En el vector (-4i + 2j) los números que acompañan a las letras son los módulos de las componentes de dicho vector. Las letras indican sobre que eje de coordenadas está cada componente, se utiliza i para el eje "x" y j para el eje "y", así: -4i indica cuatro unidades sobre el eje "x" hacia el extremo negativo. 2j indica dos unidades sobre el eje "y" hacia el extremo positivo. Herera Gutiérrez Jessica Bibliografia: __ Física Para Bachillerato General, Volumen 2 __ Escrito por Raymond A. Serway,Jerry S. Faughn []

​ = = 1.1 CONCEPTO GENERAL[| La electrostática] La electroestática es la parte de la física que estudia las acciones producidas entre cargas eléctricas en reposo. Todos conocemos desde hace tiempo el hecho de que una barra de ebonita frotada con un paño de lana adquiere la propiedad de atraer ciertos cuerpos como el papel y el azúcar. Esta fuerza de atracción es tan pequeña que, para que se manifieste se necesita que los cuerpos sobre los que actúa sean muy ligeros y estén muy próximos a la barra.

Hacia finales del siglo XVII el científico inglés Robert Boyle (1627-1691) designó la causa de este fenómeno con el nombre de electricidad. Posteriormente, el ingeniero y físico francés Charles - Augustin de Coulomb (1736-1806) determinó la ley por la que se regían las manifestaciones eléctricas y estableció que en los cuerpos puntiformes electrizados "las acciones eléctricas son directamente proporcionales al producto de sus cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de su distancia, y dependen del medio (aire, agua, vacío, etc.) en que ambos estén".

De todo esto, extraemos una serie de conclusiones. Veamos:

-Los cuerpos pueden ser electrizados por contacto. -Existen dos clases de electrización llamadas positiva y negativa. -Dos cuerpos con carga eléctrica diferente se atraen y los de carga igual se repelen. -Con el frotamiento no sólo se electriza el cuerpo frotado sino también el utilizado para frotar, y ambos de tal forma que adquieren idéntica cantidad de electricidad, pero de signo contrario.

ORTEGA CASTILLO FERNANDO []


 * 1.1Conceptos generales**

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas. La electrostática estudia las fuerzas eléctricas producidas por distribuciones de cargas a través de conceptos tales como el campo electrostático y el potencial eléctrico y de leyes físicas como la ley de Coulomb. Históricamente la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Posteriormente, las leyes de Maxwell permitieron mostrar como las leyes de la electrostática y las leyes que gobernaban los fenómenos magnéticos pueden ser estudiados en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.

Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entr dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la ley de Coulomb, según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad K depende del medio que rodeea a las cargas. La ley se llama así en honor al físico francés Charles de Coulomb.

Varillas de diferentes materiales frotadas con tela se acercan a trozos de algún material liviano tal como corcho, papel o semillas de grama. Se observa como dichos materiales son atraídos por las varillas debido a la carga eléctrica presente.
 * - Carga eléctrica de varillas por frotamiento **

Se frota con un paño un globo inflado y se puede observar que atrae pequeños trozos de un material liviano. También se puede observar que se adhiere a una superficie, como por ejemplo el pizarrón. Fenómenos electrostáticos
 * -Carga eléctrica de un globo por frotamiento **
 * 1.-Descarga electrostática ** La descarga electrostática (conocido por sus siglas en ingles ESD) es un fenómeno electrostatico que hace que circule una corriente electrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial electrico; como la que circula por un pararrayos tras ser alcanzado por un rayo. El término se utiliza generalmente en la industria electronica y otras industrias para describir las corrientes indeseadas momentáneas que pueden causar daño al equipo electrónico.
 * 2.-Campo electrostático. ** Las cargas electronicas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia. En virtud de ello se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la descripción, en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre el espacio que les rodea.
 * 3.-Carga eléctrica. ** La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas particulas sub-atomicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagneticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnetica.

 POST: ANTONIO PALOMINO GONZALEZ "WOODY" **
 * http://www.mitecnologico.com/Main/ElectrostaticaConceptosGenerales **
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Concepto General La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado. Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo. La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotamiento y atraen pequeños trozos de papel o pelo, por ejemplo un globo inflado que previamente se ha frotado con un paño seco. Desarrollo histórico Representación de campo eléctrico producido por dos cargas. Alrededor del 600 a. C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que si frotaba un trozo de la resina vegetal fósil llamada ámbar, en griego élektron, este cuerpo adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos. Algo más tarde, otro griego, Teofrasto (310 a. C.); realizó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos y escribió el primer tratado sobre la electricidad. A principios del siglo XVII comienzan los primeros estudios sobre la electricidad y el magnetismo orientados a mejorar la precisión de la navegación con brújulas magnéticas. El físico real británico William Gilbert utiliza por primera vez la palabra electricidad, creada a partir del término griego elektron (ámbar). El jesuita italiano Niccolo Cabeo analizó sus experimentos y fue el primero en comentar que había fuerzas de atracción entre ciertos cuerpos y de repulsión entre otros. Alrededor de 1672 el físico alemán Otto von Guericke construye la primera máquina electrostática capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces. Francis Hawkesbee perfeccionó hacia 1707 la máquina de fricción usando una esfera de vidrio. En 1733 el francés Francois de Cisternay du Fay propuso la existencia de dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, constatando que:

Los objetos frotados contra el ámbar se repelen. También se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio. Sin embargo, los objetos frotados con el ámbar atraen los objetos frotados con el vidrio.

Du Fay y Stephen Gray fueron dos de los primeros "físicos eléctricos" en frecuentar plazas y salones para popularizar y entretener con la electricidad. Por ejemplo, se electriza a las personas y se producen descargas eléctricas desde ellas, como en el llamado beso eléctrico: se electrificaba a una dama y luego ella daba un beso a una persona no electrificada.[ En 1745 se construyeron los primeros elementos de acumulación de cargas, los condensadores, hoy también llamados capacitores, desarrollados en la Universidad de Leyden (hoy Leiden) por Ewald Jürgen Von Kleist y Pieter Van Musschenbroeck. Estos instrumentos, inicialmente denominados botellas de Leyden, fueron utilizados como curiosidad científica durante gran parte del siglo XVIII. En esta época se construyeron diferentes instrumentos para acumular cargas eléctricas, en general variantes de la botella de Leyden, y otros para manifestar sus propiedades, como los electroscopios. En 1767, Joseph Priestley publicó su obra The History and Present State of Electricity sobre la historia de la electricidad hasta esa fecha. Este libro sería durante un siglo el referente para el estudio de la electricidad. En él, Priestley anuncia también alguno de sus propios descubrimientos, como la conductividad del carbón. Hasta entonces se pensaba que sólo el agua y los metales podían conducir la electricidad.[ En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado en el que se describían por primera vez cuantitativamente las fuerzas eléctricas, se formulaban las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y se usaba la balanza de torsión para realizar mediciones. En su honor, el conjunto de estas leyes se conoce con el nombre de ley de Coulomb. Esta ley, junto con una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la casi totalidad de los fenómenos electrostáticos. Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas. Referencia http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica Bautista Mata Jonathan Adrian

ELECTROSTÁTICA Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entre dos partículas con cargas //q//1 y //q//2 puede calcularse a partir de la ley de Coulomb

Según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad //K// depende del medio que rodea a las cargas. La ley se llama así en honor al físico francés Charles de Coulomb.

Toda partícula eléctricamente cargada crea a su alrededor un campo de fuerzas. Este campo puede representarse mediante líneas de fuerza que indican la dirección de la fuerza eléctrica en cada punto. Para mover otra partícula cargada de un punto a otro del campo hay que realizar trabajo. La cantidad de energía necesaria para efectuar ese trabajo sobre una partícula de carga unidad se conoce como diferencia de potencial entre ambos puntos. Esta magnitud se mide en voltios. La Tierra, un conductor de gran tamaño que puede suponerse sustancialmente uniforme a efectos eléctricos, suele emplearse como nivel de referencia cero para la energía potencial. Así, se dice que el potencial de un cuerpo cargado positivamente es de tantos voltios por encima del potencial de tierra, y el potencial de un cuerpo cargado negativamente es de tantos voltios por debajo del potencial de tierra. CORRIENTE ELÉCTRICA Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente. Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente (en ingeniería eléctrica, se considera por convención que la corriente fluye en sentido opuesto, es decir, de la carga positiva a la negativa). En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico. La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (c.c.) si fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (c.a.) si fluye alternativamente en uno u otro sentido. El flujo de una corriente continua está determinado por tres magnitudes relacionadas entre sí. La primera es la diferencia de potencial en el circuito, que en ocasiones se denomina fuerza electromotriz (fem), tensión o voltaje. La segunda es la intensidad de corriente. Esta magnitud se mide en amperios; 1 amperio corresponde al paso de unos 6.250.000.000.000.000.000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito. La tercera magnitud es la resistencia del circuito. Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la corriente. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohmio (Ù), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una fem de 1 voltio. La ley de Ohm, llamada así en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, que la descubrió en 1827, permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz. Se expresa mediante la ecuación //e = I × R,// donde //e// es la fuerza electromotriz en voltios, //I// es la intensidad en amperios y //R// es la resistencia en ohmios. A partir de esta ecuación puede calcularse cualquiera de las tres magnitudes en un circuito dado si se conocen las otras dos. //Véase// Medidores eléctricos. Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable pueden observarse dos efectos importantes: la temperatura del cable aumenta y un imán o brújula colocado cerca del cable se desvía, apuntando en dirección perpendicular al cable. Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con los átomos del conductor y ceden energía, que aparece en forma de calor. La cantidad de energía desprendida en un circuito eléctrico se mide en julios. La potencia consumida se mide en vatios; 1 vatio equivale a 1 julio por segundo. La potencia //P// consumida por un circuito determinado puede calcularse a partir de la expresión //P = e × I,// o la que se obtiene al aplicar a ésta la ley de Ohm: //P = I2 × R.// También se consume potencia en la producción de trabajo mecánico, en la emisión de radiación electromagnética como luz u ondas de radio y en la descomposición química. La creación de magnetismo por corriente eléctrica A finales del siglo XVIII y principios del XIX se investigaron simultáneamente las teorías de la electricidad y el magnetismo. En 1819, el físico danés Hans Christian Oersted llevó a cabo un importante descubrimiento al observar que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por el científico francés André Marie Ampère, que estudió las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por el físico francés Dominique François Arago, que magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente. En 1831, el científico británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede emplearse un campo magnético para crear una corriente eléctrica. GENERACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. Ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes de onda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden decreciente de frecuencias (o creciente de longitudes de onda), el espectro electromagnético está compuesto por rayos gamma, rayos X duros y blandos, radiación ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos, microondas y ondas de radio. Los rayos gamma y los rayos X duros tienen una longitud de onda de entre 0,005 y 0,5 nanómetros (un nanómetro, o nm, es una millonésima de milímetro). Los rayos X blandos se solapan con la radiación ultravioleta en longitudes de onda próximas a los 50 nm. La región ultravioleta, a su vez, da paso a la luz visible, que va aproximadamente desde 400 hasta 800 nm. Los rayos infrarrojos o `radiación de calor' (//véase// Transferencia de calor) se solapan con las frecuencias de radio de microondas, entre los 100.000 y 400.000 nm. Desde esta longitud de onda hasta unos 15.000 m, el espectro está ocupado por las diferentes ondas de radio; más allá de la zona de radio, el espectro entra en las bajas frecuencias, cuyas longitudes de onda llegan a medirse en decenas de miles de kilómetros. CREACIÓN DE UN CAMPO ELÉCTRICO POR MEDIO DE UN CAMPO MAGNÉTICO VARIABLE. El conjunto de dos campos, uno eléctrico y uno magnético, mutuamente perpendiculares y cuyos valores y sentidos oscilan con el tiempo, podemos pensar que la perturbación electromagnética producida inicialmente por la oscilación de la carga creadora, va propagándose por todo el espacio en dirección transversal a la de los dos campos.
 * UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO **

REFERENCIA []
 * DE LA CRUZ IBAÑEZ MOISES**

QUÉ ES LA ELECTROSTÁTICA Desde la antigüedad ya los griegos habían observado que cuando frotaban enérgicamente un trozo de ámbar, podía atraer objetos pequeños.

Posiblemente el primero en realizar una observación científica de ese fenómeno fue el sabio y matemático griego Thales de Mileto, allá por el año 600 A.C., cuando se percató que al frotar el ámbar se adherían a éste partículas del pasto seco, aunque no supo explicar la razón por la cual ocurría ese fenómen CONCEPTO Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entre dos partículas con cargas //q//1 y //q//2 puede calcularse a partir de la ley de Coulomb

según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad //K// depende del medio que rodea a las cargas. La ley se llama así en honor al físico francés Charles de Coulomb.
 * jose isacc sierra juarez**

REFERENCIAS www.asifunciona.com/...**electrostatica**/ke_**electrostatica**_1.htm

ELECTROSTATICA CONSEPTOS GENERALES

Electrostática en el vacío, conductores, electrostática en medios dieléctricos, energía electrostática, corriente eléctrica, magnetismo, propiedades magnéticas de la materia, inducción electromagnética, ondas electromagnéticas, repaso cálculo vectorial, ejercicios. es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado. Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo. La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotamiento y atraen pequeños trozos de papel o [|pelo], por ejemplo un globo inflado que previamente se ha frotado con un paño seco. La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro. Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la electricidad estática era algo diferente de la electricidad obtenida por otros métodos. Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales. La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables. O cuando partículas ionizadas se depositan en un material, como ocurre en los satélites al recibir el flujo del viento solar y de los cinturones de radiación de Van Allen. La capacidad de electrificación de los cuerpos por rozamiento se denomina efecto triboeléctrico ; existe una clasificación de los distintos materiales denominada secuencia triboeléctrica. La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc. Los pequeños componentes de los circuitos eléctrónicos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos y embalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentes semiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitos internos de protección antiestática.

arenas quijano itzel www.mitareanet.com/**fisica**2.htm

//<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">UNIDAD 1 ELECTROSTATICA //

//<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">1.1 ////<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">Conceptos generales //

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">Electricidad: __ //<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">Una de las formas de energía debido a ////<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">las cargas eléctricas en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. // <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">La electricidad (//del griego elektron, cuyo significado es// <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">[|//ámbar//] <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">) es un [|fenómeno] físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya [|energía] se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros. Se puede observar: · <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">De forma natural en los [|rayos], que son descargas eléctricas producidas por el rozamiento de las partículas de agua en la atmósfera (//electricidad estática//). · <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">Es parte esencial del funcionamiento del sistema nervioso. · <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos. · <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">[]E <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">s esencial para la producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro. La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">Carga eléctrica __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">“//Agente físico que existe en todo cuerpo y que determina la existencia de fuerzas eléctricas, pueden ser positivas o negativas y se atraen o se repelen según sea de distinto o del mismo signo//”.

<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">
 * **<span style="font-family: 'Calibri','sans-serif'; font-size: 9pt;">Fig. 1 Interacción entre cargas de igual o distinto valor ** ||

Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la tierra son el //electrón// y el //protón//. Todas las partículas (//como el protón y el neutrón//) además, están constituidos por otras partículas cargadas más pequeñas llamadas “//quarks//”, sin embargo estas no pueden encontrarse libres en la naturaleza.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">Electrón __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">El electrón (//en griego significa ámbar//), es una partícula subatómica o partícula elemental de tipo “//fermiónico”// (//elemento radioactivo//). En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones.

Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.


 * ** Electrones ** ||

<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">Las fuerzas eléctricas atractivas que experimentan los electrones respecto del núcleo hacen que éstos se muevan en torno a él en una situación que podría ser comparada, en una primera aproximación, a la de los planetas girando en torno al Sol por efecto, en este caso de la atracción gravitatoria. El número de electrones en un átomo es igual al de protones de su núcleo correspondiente, de ahí que en conjunto y a pesar de estar formado por partículas con carga, el átomo completo resulte eléctricamente neutro.


 * ** Fig. 2 Los electrones rodean al núcleo de un átomo. ** ||

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">Protón __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">En física, el protón (//en griego significa primero//) es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva y una masa de unas 1836 veces la masa de un electrón. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">Neutrón __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 11pt;">Un neutrón es un barión neutro formado por dos quarks //down// y un quark //up//. Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón. El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones, pero sin repulsión electrostática.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">El átomo __

<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">Estructura que forma la unidad la unidad básica de cualquier elemento, representa la parte mas pequeña de la materia, está formado por un núcleo central y una corteza compuesta por órbitas. El núcleo de cada elemento químico contiene una determinada cantidad fija de “//protones//” e igual cantidad de “//neutrones.//
 * ** Fig, 3 Ejemplo de la estructura básica de un ** ** átomo ** ||

Un átomo de cualquier sustancia está constituido, en esencia, por una región central o //núcleo// y una envoltura externa formada por //electrones.//

El núcleo está formado por dos tipos de partículas, los //protones,// dotados de carga eléctrica positiva, y los //neutrones,// sin carga eléctrica aunque con una masa semejante a la del protón, tanto unos como otros se hallan unidos entre sí por efecto de unas fuerzas mucho más intensas que las de la repulsión electrostática -las fuerzas nuclear es formando un todo compacto. Su carga total es positiva debido a la presencia de los protones.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">La corriente eléctrica. __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">“//Consiste en el desplazamiento de electrones en un conductor metálico cerrado, es decir, en un circuito donde no existen interrupciones//”. Necesita de un elemento llamado pila o acumulador que sea capaz de mantener la corriente eléctrica constante que se comporta como bomba que empuja los electrones hacia el polo positivo, saliendo estos del polo negativo.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">Electrostática __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">“ //<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas //<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">.”.

Desde la antigüedad ya los griegos habían observado que cuando frotaban enérgicamente un trozo de ámbar, podía atraer objetos pequeños (//algo similar a lo que sucede actualmente cuando se frota un globo y luego se acerca a pedacitos de papel//), pero posiblemente el primero en realizar una observación científica de ese fenómeno fue el sabio y matemático griego Thales de Mileto, allá por el año 600 A.C., cuando se percató que al frotar el ámbar se adherían a éste partículas del pasto seco, aunque no supo explicar la razón por la cual ocurría ese fenómeno.


 * ** Fig. 4 Frotando un pedazo de plástico y desplazándolo cerca de papeles se produce un efecto de atracción ** ||

<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">

No fue hasta 1660 que el médico y físico inglés William Gilbert, estudiando el efecto que se producía al frotar el ámbar con un paño, descubrió que el fenómeno de atracción se debía a la interacción que se ejercía entre dos cargas eléctricas estáticas o carente de movimiento de diferentes signos, es decir, una positiva (+) y la otra negativa (–). A ese fenómeno físico Gilbert lo llamó “electricidad”, por analogía con “//elektron//”, nombre que en griego significa ámbar.

La teoría atómica moderna explica el por qué de los fenómenos de electrización y hace de la carga eléctrica una propiedad fundamental de la materia en todas sus formas, aunque los electrones se encuentran ligados al núcleo por fuerzas de naturaleza eléctrica, en algunos tipos de átomos les resulta sencillo liberarse de ellas.

Cuando un electrón logra escapar de dicha influencia, el átomo correspondiente pierde la neutralidad eléctrica y se convierte en un //ion positivo,// al poseer un número de protones superior al de electrones. Lo contrario sucede cuando un electrón adicional es incorporado a un átomo neutro. Entonces el //ion// formado es //negativo.//

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">Existen tres formas de cargar un objeto: __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">La //electrización por frotamiento// se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga.

La //electrización por contacto// es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto. El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aún cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.

La //electrización por inducción// es un efecto de las fuerzas eléctricas, debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

La carga del electrón (o del protón) constituye el valor mínimo e indivisible de cantidad de electricidad. Es, por tanto, la carga elemental y por ello constituye una unidad natural de cantidad de electricidad. Cualquier otra carga equivaldrá a un número entero de veces la carga del electrón. El //Coulomb// es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional y equivale a 6,27x1018 veces la carga del electrón (e-). Hay dos clases de cargas eléctricas: positivas y negativas. Las cargas del mismo signo se repelen y los de signo contrario se atraen.

__<span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif'; font-size: 12pt;">Fenómenos electrostáticos __ <span style="color: black; font-family: 'Baskerville Old Face','serif';">1.-Descarga electrostática La descarga electrostática (conocido por sus siglas en ingles ESD) es un fenómeno electrostatico que hace que circule una corriente electrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial electrico; como la que circula por un pararrayos tras ser alcanzado por un rayo. El término se utiliza generalmente en la industria electronica y otras industrias para describir las corrientes indeseadas momentáneas que pueden causar daño al equipo electrónico. 2.-Campo electrostático Las cargas electronicas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia. En virtud de ello se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la descripción, en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre el espacio que les rodea. 3.-Carga eléctrica La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas particulas sub-atomicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagneticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnetica.

En realidad lo que ocurre es que al frotar con un paño el ámbar, este último se electriza debido a que una parte de los electrones de los átomos que forman sus moléculas pasan a integrarse a los átomos del paño con el cual se frota. De esa forma los átomos del ámbar se convierten en iones positivos (o cationes), con defecto de electrones y los del paño en iones negativos (o aniones), con exceso de electrones.

La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forma parte de la enseñanza moderna; como el de comprobar como ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotadura y atraen, por ejemplo, pequeños trozos de papel o pelo a un globo que previamente se ha frotado con un paño. [] carlos Santiago Gonzales cortes

​ **ELECTROSTATICA**

ES LA CIENCIA QUE ESTUDIA EL COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS ELECTRICAS EN REPOSO. LA ELECTRICIDAD EN REPOSO RECIBE EL NOMBRE DE ESTATICA. LOS PRIMEROS DESCUBRIMIENTOS DE INTERES ACERCA DE LA ELECTRICIDAD ESTATICA SE DEBIERON AL GRIEGO TALES DE MILETO HACIA EL AÑO 600 a.C En cambio, si se le acerca una varilla de ebonita frotada se producirá una atracción. Lo mismo se observará con diferentes sustancias: unas se atraerán otras se rechazaran. Esto nos dice que existen dos clases de electricidad que por convención se llama positiva a la que se produce en el vidrio frotado con seda y negativa a la que se produce en la ebonita frotada con seda. De la experiencia anterior se deduce que “cuerpos cargados con electricidad de! mismo nombre se repelen y de distinto nombre se atraen”. Además al acercar a una varilla de vidrio electrizado otra varilla de vidrio que ha sido frotada con un pedazo de goma ('cámara' de auto) o de 'papel celofán' se verá que se repelen; en Cambio, si se acerca la goma o el papel se atraerán. Luego, 'al frotar dos cuerpos se electrizan ambos, pero con cargas de distinto signo. Se basa en la acción recíproca de las cargas eléctricas El más fácil de construir se compone de una botella cuyo tapón de goma esta atravesado por una varilla metálica que termina en su extremo inferior en dos laminas muy livianas de papel de oro o de aluminio; en el otro extremo termina en una esferita metálica. Al tocar La esfera con un cuerpo electrizado las laminas se cargan con electricidad del mismo nombre y, por lo tanto, se separan. Para descargar el electroscopio basta tocar la esfera con la mano, es decir se establece 'contacto con tierra' a través de nuestro cuerpo Si a un electroscopio cargado positivamente se le acerca (sin tocarlo) otro cuerpo cargado también positivamente, las láminas se separan más (acción entre cargas del mismo nombre) y si se acerca un cuerpo cargado negativamente las cargas se juntan. Cuando los electroscopios están calibrados se llaman electrómetros. (Más adelante veremos que estos aparatos no sólo acusan la carga eléctrica de un cuerpo sino también el potencial de un conductor como asimismo la diferencia de potencial entre dos puntos por métodos electrostáticos). El más sencillo se compone de una caja metálica unida a Tierra y de un tapón de sustancia aisladora atravesada por una varilla metálica provista de sólo una laminilla metálica que recorre una escala graduada.
 * __El electricidad positiva y negativa :__** Al frotar una varilla; por ejemplo, una de vidrio, y se la deja suspendida de modo que oscile libremente, se observará que al acercarle otra varilla de vidrio frotada con la misma sustancia, se producirá una repulsión de las varillas.
 * __Electroscopio__** : es un aparato que permite detectar la presencia de una carga electroestática, saber si un cuerpo está o no electrizado, como asimismo permite averiguar la clase de carga eléctrica que tiene un cuerpo electrizado.

//__Observaciones:__// 1) Se han ordenado las sustancias en la llamada 'serie triboeléctrica' en la cual al frotar dos de ellas la que está a la izquierda en la serie se carga positivamente y la que está a la derecha negativamente. (+) Piel de conejo - vidrio - mica - lana - piel de gato - seda - algodón - madera - ámbar - algunos metales (Cu,Ni,Ag) - azufre - otros metales Au, Pt) - celuloide (-). //Así,// el vidrio se carga negativamente al ser frotado con piel de conejo y positivamente con lana. Los antiguos filósofos griegos - como Leucipo y Demócrito - ya concibieron a los cuerpos formados por pequeñas partes indivisibles llamadas átomos; esta creencia predominó durante muchos siglos. La teoría actual sobre la estructura de la materia ha demostrado que el átomo es divisible y que está constituido por partículas pequeñísimas que se denominan protón es (partículas cargadas positivamente).electrones (partículas con carga negativa) y neutrones (partículas sin carga eléctrica). Estas son las tres partículas fundamentales en la constitución de todo átomo, existiendo otras partículas que no es del caso mencionar en este momento. Se considera al átomo como una especie de sistema solar en miniatura (un macrocosmos) en el cual la parte central es el núcleo del átomo que está formado por protones y neutrones; en tomo al núcleo giran los electrones en trayectorias llamadas orbitas o capas electrónicas. (El núcleo corresponde al Sol de nuestro sistema solar y los electrones a los distintos planetas: Tierra, Marte. etc., que giran en diferentes órbitas en torno al Sol). La fuerza centrífuga de los electrones al girar en su órbita es contrarrestada por la fuerza de atracción de la carga positiva del núcleo y la negativa de los electrones. En estado normal el número de protones (cargas positivas) del núcleo es igual al número de electrones (cargas negativas); en estas condiciones se dice que el átomo es eléctricamente neutro, El átomo mas simple es él del hidrógeno cuyo núcleo está formado por un solo protón en torno al cual gira un solo electrón. El núcleo del resto de los elementos está formado por protones y neutrones. Después del H el átomo que le sigue en sencillez es el del helio cuyo núcleo tiene dos protones y dos neutrones en torno al cual giran dos electrones en la primera capa electrónica; el átomo del sitio tiene dos electrones en la .Primera capa y uno en la segunda, pues la primera capa se completa con dos electrones; el carbono tiene un núcleo con seis protones y seis neutrones; tiene por lo tanto seis electrones que se distribuyen dos en la primera capa y cuatro en la segunda. La segunda capa se completa con ocho electrones y es lo que sucede en el neón. En el sodio existen once protones y doce neutrones en el núcleo y once electrones que se distribuyen dos en la primera capa, ocho en la segunda y uno en la tercera; así sucesivamente hasta llegar a los átomos más complejos.
 * __TEORIA ELECTRÓNICA:__**

La carga positiva del núcleo depende del número de protones //y// a este número se llama **número atómico**, equivale por lo tanto al número de electrones planetarios del átomo neutro. En cambio, la suma de los protones y neutrones del núcleo expresa lo que se llama **número de masa** = A. Si el átomo es pequeño corra para medirlo directamente, muchísimo menor son las partículas atómicas que lo forman (protones, electrones y neutrones); sin embargo, ha sido posible hacer mediciones indirectas, obteniéndose resultados bastante exactos. Así se sabe que la masa de un electrón es 9, 1, 10 gramos y que la masa del protón es aproximadamente 1840 veces la del electrón. Como la masa del neutrón es casi igual a la del protón, significa que la masa del átomo está prácticamente concentrada en el núcleo.- El átomo de hidrógeno que ha perdido su electrón planetario se convierte en protón (núcleo de hidrógeno) con una masa 1, 0081 referida al oxígeno (que se toma por masa = //16)// y una carga elemental positiva = + e. Se le representa por **H** Los neutrones tienen una masa 1, 0085, sin carga eléctrica y se le representan por **n** Fueron descubiertos en 1932 por el inglés Chadwick y el matrimonio francés Jolíot-Curié. Los átomos de un mismo elemento químico pueden ser algunos más pesados que otros; esto se debe a que el número de neutrones que existen en el núcleo puede variar, no así el número de protones. Es decir, el número atómico es el mismo, pero varía el número de masa; a estos elementos se les llama **__isótopos__** y hay elementos que pueden tener uno o más isótopos. A esto se debe el hecho de que los elementos químicos no tengan una masa atómica entera, pues están constituidas por isótopos en proporción variable. Los átomos que tienen sus capas electrónicas completas, por ejemplo: el helio, neón, argón, etc., son químicamente inactivos. En cambio, los átomos que tienen sus capas electrónicas incompletas pueden combinarse y unirse para formar moléculas, completándose las capas electrónicas. Por ejemplo, un átomo de sodio que tiene un electrón fácilmente desprendible de la tercera órbita electrónica se combina con un átomo de cloro captando el electrón cedido por el sodio, quedando ambos con orbitas electrónicas completas y forman una molécula de sal común NaCl. En general, 'las propiedades químicas de un elemento dependen de la estructura de la capa electrónica externa'. Los electrones situados en las órbitas extremas de los átomos pueden ser desprendidos de ellas con relativa facilidad y se convienen en electrones libres. En cambio, los electrones situados en las órbitas internas son atraídos por el núcleo con una fuerza mucho mayor que a los electrones de las órbitas externas; por esta razón es muy difícil que los átomos se desprendan de los electrones de las capas u órbitas internas, llamándose por este motivo electrones 'fijos'. Los fenómenos eléctricos se explican por el movimiento de los electrones libres entre los átomos; los electrones libres expulsados por un átomo son atraídos por otros átomos que han perdido electrones; debemos hacer notar que la pérdida de electrones libres por los átomos no produce en ellos ningún cambio en su estructura íntima, salvo el de adquirir una carga eléctrica positiva y tratará, por lo tanto, de recuperar los electrones perdidos. captando o atrayendo los electrones libres de otros átomos. Cuando se frotan dos cuerpos uno de ellos cede electrones al otro y por esta razón uno queda cargado positivamente y el otro negativamente. Diremos entonces que 'un cuerpo está cargado positivamente cuando ha perdido electrones y negativamente cuando ha captado electrones”. El movimiento de los electrones libres de los átomos de un cuerpo se hace en cualquier dirección y por eso en el cuerpo neutro no hay ganancia ni perdida de electrones. En cambio, cuando en el mismo cuerpo los electrones se desplazan en un sentido determinado de puntos en que hay un exceso de electrones a puntos en que hay un déficit de ellos, se produce una 'corriente eléctrica',(flujo de electrones). Por ejemplo: Un cuerpo podemos electrizarlo: En los cuerpos salidos son sólo los electrones los que pueden pasar de un cuerpo al otro, pues las cargas positivas del núcleo atómico si lo abandonan en caso de una desintegración atómica. No podemos decir lo mismo de los cuerpos líquidos y de los gases en los cuales los núcleos atómicos pueden trasladarse con relativa facilidad y por lo tanto en estos cuerpos puede haber transporte, tanto de cargas positivas como negativas, como lo veremos al estudiar la electrolisis y la descarga eléctrica en gases. Un caso muy especial y no tan sencillo lo presentan los semiconductores (germanio, silicio, etc. ) en los cuales el transporte es de 'huecos " dejados por los electrones; es la base del transistor.
 * 1)** el cuerpo A tiene carga negativa y el B positiva; al ponerlos en contacto por un conductor los electrones se desplazarán de A a B
 * 2)** el cuerpo C y el D tienen ambos carga negativa, pero la carga negativa del C es -mayor que la del D; al ponerlos en contacto por un conductor los electrones pasarán del C (más electrones) al D (con menos electrones).
 * 3)** el cuerpo E y el F están ambos cargados positivamente, pero el F con mayor carga positiva que el E. Al ponerlos en contacto los electrones se moverán del E (con menos carga positiva) al F, pues F ha perdido más electrones que E.
 * __ELECTRIZAR UN CUERPO.__**
 * A)** **__Por Frotamiento :__** Ya hemos visto que todos los cuerpos se electrizan por este método y que tanto el cuerpo frotado como el frotante se cargan eléctricamente, pero uno queda con carga positiva y el otro con igual carga negativa. Esto se debe a que el cuerpo que queda cargado positivamente ha perdido electrones que capta el que queda cargado negativamente.
 * B)** **__Por Contacto :__** Un cuerpo aislado, por ejemplo, un electroscopio, un péndulo eléctrico, etc. puede ser cargado con sólo tocarlo con otro cuerpo previamente electrizado (por ej. una varilla de vidrio o de ebonita electrizada).

En la figura se representa un electroscopio descargado (en estado neutro). Al acercarle una varilla cargada positivamente tal como se indica en b), los electrones del electroscopio son atraídos hacia su esferita por la carga positiva de la varilla con lo cual se produce en las laminillas, un déficit de electrones, es decir se cargan positivamente, produciéndose de esta manera la separación de las laminillas. Si ahora se toca la esferilla con la varilla los electrones atraídos hacia la esferilla pasarán a la varilla donde neutralizarán algunas cargas positivas de ellas tal como se indica en c). Finalmente al retirar la varilla el electroscopio quedará cargado positivamente por haber perdido electrones; en cambio la varilla quedar! con menos carga positiva que al principio (a). Del mismo modo, se observa que al acercar una varilla con carga negativa a la esferita del electroscopio, alguno de los electrones de éste son rechazados hacia sus laminillas, produciendo su separación. Al tocar la esferita con la varilla electrizada algunos electrones pasarán a la esferita que había quedado con déficit de electrones. Al retirar la varilla el electroscopio quedará con carga negativa (exceso de electrones). laminillas, como ya vimos antes. Pero si ahora, manteniendo la varilla inductora sin tocar al electroscopio tocamos la esferita con un dedo los electrones rechazados se escaparán a “tierra' a través de nuestro cuerpo. Sí finalmente retiramos primero nuestro dedo y después la varilla inductora el electroscopio quedará cargado positivamente por haber perdido electrones. Si en vez de una varilla con carga negativa acercamos una con carga positiva, al tocar la esferita con nuestra mano los electrones son atraídos desde la tierra hacia el electroscopio. De este modo, al retirar la mano,, el electroscopio quedará con carga negativa debido a un exceso de electrones.
 * C)** **__Electrización por inducción o inf1uencia :__** Al acercar sin tocar, una varilla cargada negativamente a un electroscopio, los electrones de éste, son rechazados a las

Ya sabemos que las cargas del mismo nombre se repelen tratando de separarse lo más posible. Por eso las cargas eléctricas de los cuerpos tratan de acumularse en la superficie exterior de los cuerpos conductores y de ellos eligen de preferencia las puntas.
 * __DISTRIBUCION DE LAS CARGAS ELECTRICAS EN UN CUERPO__**

Para derrostrar esto es costumbre en nuestros laboratorios realizar las experiencias siguientes:
 * a)** cilindro de Faraday;
 * b)** jaula de Faraday;
 * c)** molinete eléctrico;
 * d)** viento eléctrico, etc.
 * a)** En un cilindro hueco y aislado se coloca, tanto exteriormente como interiormente algunos péndulos eléctricos. Al cargar eléctricamente el cilindro se ver que sólo los péndulos de la parte exterior acusan la presencia de una carga eléctrica en ella. En cambio, los péndulos de la parte interior no se mueven.
 * b)** Sobre una plataforma aislada se coloca una jaula de alambre (como las antiguas queseras) tanto interior como exteriormente se cuelgan péndulos (o bien se usan electroscopios). Al cargar eléctricamente la jaula solo los péndulos exteriores se mueven (o las laminillas del electroscopio comunicado con la parte exterior), Esto se llama efecto jaula"..


 * c)** Al cargar el molinete este se pondrá a girar en sentido contrario al de sus puntas debido a la reacción que se produce al perder este cuerpo su carga porlas puntas. La descarga debido al 'efecto punta' se llama descarga por “convección' que la veremos aplicada en algunas máquinas electrostáticas, en el pararrayos, etc.
 * d)** Al suministrarle a una punta metálica P aislada una carga eléctrica, ésta tratar de escaparse por la punta lo que desviará la llama de una vela produciendo el mismo efecto qué al soplarla: De ahí que se llame "viento eléctrico'.
 * e)** Se deja que salga un hilillo de agua por la llave; al acercarle un cuerpo electrizado, por ej. una regla de plástico, el chorrito es notablemente desviado.
 * f)** A una cápsula con ceniza de cigarrillo o sémola azúcar granulada se acerca una regla de plástico u otro cuerpo electrizado. ¿Que observa?.

En a) se han colocado dos electroscopios de los cuales sólo el primero se carga positivamente por contacto. En b) se ponen en contacto los dos electroscopios por medio de un alambre o una regla metálica tomad a con una pinza aisladora P (u otra forma de tornarla aisladamente). ¿Qué sucede? Marque en fig. b); como quedan los electroscopios si en seguida se quita el alambre sin tocarlo directamente. En c) el alambre ya se quitó. ¿Que se observa con las hojuelas de los electroscopios si se acerca a ambos un cuerpo cargado negativamente? ¿Y si se acerca una varilla cargada positivamente?

En a) se han conectado por medio de un alambre las esferas de dos electroscopios descargados. Se acerca (sin tocar) a uno de ellos una varilla. A electrizada, por ej. negativamente. Indique lo que sucede. En seguida, sin retirar la varilla A se quita el alambre tomándolo de la pinza aisladora P. ¿como quedan las laminillas de los electroscopios? En b) La varilla electrizada A se sitúa entre los dos electroscopios. ¿Que se observa en las laminillas? ¿ Que conclusión se obtiene de este experimento en cuanto a las cargas eléctricas de un cuerpo? Según esto, en cualquier punto de una esfera cargada existe la misma densidad eléctrica. En cambio, en las puntas de los cuerpos cargados existe una gran densidad eléctrica por ser su superficie muy pequeña y su carga grande. Luego, podemos decir que la descarga por convección se produce en las puntas pues allí existe una gran densidad eléctrica. _1_ coulomb ( = ) 1,6 10 coulomb de carga negativa. Son aparatos destinados a proporcionar en forma rápida Y cómoda cargas eléctricas en reposo. Las hay algunas muy sencillas, corno el electróforo de Volta (de importancia sólo histórica) hasta los muy complicados generadores como el de van de Graaff de uso en física nuclear.
 * //__0 b s e r v a c i o n e s__//** **//://** La razón que existe entre la carga eléctrica y la superficie que la contiene se llama __densidad eléctrica__. Designando por “q” la carga eléctrica y por S la superficie, la densidad eléctrica es :
 * D =** **__q__**
 * s**
 * 2)** Por ahora diremos que la carga eléctrica en el Sistema MKS se mide en __coulomb__ y que 1 coulomb es la carga eléctrica equivalente a la de 6, 25 trillones de electrones o de protones. Es decir- 1 coulomb de carga negativa equivale a la carga de **6. 25 * 10** electrones, o bien, 1 coulomb de carga positiva equivale a la carga de **6,25 * 10** protones,
 * 3)** De lo anterior se deduce que la carga de un electrón es
 * 6,25 * 10** Designando al electrón por e- y al coulonb por c, se puede escribir
 * 4)** La unidad MKS de densidad eilctrica será, por lo tanto,
 * el** **__coulomb__**
 * m**
 * __MAQUINAS ELECTROSTATICAS.__**
 * __M á q u i n a d e f r o t a m i e n t o :__** Está compuesta especialmente de un disco de vidrio provisto de una manilla, de un par de almohadillas A unidas a tierra, que aprisionan al disco y de una horquilla H provista de puntas dirigidas hacia el vidrio, pero sin tocarlo

(tal como se indica en b, mirada la máquina de perfil y desde arriba). Finalmente, la horquilla está unida a un cuerpo conductor C aislado que generalmente es una esfera metálica y recibe el nombre de colector. Al girar el disco, en el sentido que indica la flecha, se cargará positivamente y las almohadillas negativamente; las cargas negativas que adquieren las almohadillas se van a tierra por estar comunicadas con ella. Como el vidrio perdió electrones (se los cedió a las almohadillas) tratar de recuperarlos del colector cuyos electrones se acumularán en las puntas de los peines de los cuales - por convección e influencia - pasarán al vidrio neutralizando su carga positiva. De este modo el colector irá perdiendo cada vez mayor número de electrones, es decir, adquiere cada vez una mayor carga positiva. Si se acerca nuestro dedo al colector o se le toca se producir a su descarga por medio de una chispa cuya intensidad depende de la carga acumulada (son los electrones proporcionados ahora por la tierra a través de nuestro cuerpo los que neutralizan la carga positiva del colector). __Generador de banda de van de Graaff__: Hacia 1930 el físico norteamericano van de Graaff ideó y desarrolló este generador de banda que fue de gran utilidad, en ese entonces, para las investigaciones de la física atómica al obtenerse altas tensiones eléctricas con una intensidad relativamente muy débil. Explicaremos el modelo sencillo que ya es común en nuestros liceos y que proporciona la casa Phywe (Gittingen, Alemanía). Este modelo 'tipo van de Graaff' es de auto- excitación y esencialmente se compone de las siguientes partes: un cilindro metálico a es tá comunicado por medio de una banda transportadora de goma b (en el original es de seda) a otro cilindro excitador aislado c de plexiglass'. En la parte superior existe una especie de 'jaula de Faraday' aislada d y provista de una corrida de peines metálicos unidos a tierra. Además, para hacer rotar el cilindro metálico se dispone de una manilla o de un pequeño motor eléctrico. Al girar el cilindro motor en el sentido indicado por las flechas la banda de goma se 'despega' en P del cilindro excitador de plexiglass lo que deja a este cilindro con carga positiva y a la banda de goma con carga negativa. Esta carga negativa se adhiere a la banda de goma que desciende y por "efecto punta' (influencia o inducción) se va a tierra cuando pasa frente a las puntas del peine metálico n. La banda de goma que asciende ha perdido electrones que recuperará el conductor metálico m. De este modo, en el conductor d se producirá un exceso de cargas positivas que aumentan cada vez más a medida que gira la banda de goma. La tensión eléctrica que se puede alcanzar con esta máquina depende de la aislación y de la resistencia eléctrica del aire. En esta formula K es una constante de proporcionalidad que depende del sistema de unidades empleado; en el sistema CGS se toma //K// =1 y en el sistema MKS es **K = 9 * 10** Luego, la ley de Coulornb en el vacío y usando las unidades cgs, o u. e.s. (unidades electrostáticas queda expresado por: Si se usan las unidades prácticas del sistema MKS, se obtiene: Con la ayuda de estas fórmulas podemos definir la unidad de carga eléctrica en estos sistemas. En el sistema cgs la unidad de carga eléctrica es el STATCOULOM = stc que es la “carga eléctrica capaz de actuar en el vacío sobre otra igual con la fuerza de 1 dina estando a la distancia de 1 cm (Se trató de llamar "franklin' a esta unidad, pero esto no prosperó). Análogamente, la unidad práctica de carga eléctrica en el sistema NIKS es el coulomb = c que 'es la carea eléctrica capaz de actuar en el vacío sobre otra igual con la fuerza de **9 * 10** newton estando a la distancia de 1 metro'. Mas adelante veremos que el coulomb se define por relaciones electrodinámicas como 'la carga eléctrica que atraviesa en 1 segundo una sección dada de conductor que lleva una corriente de un anpere". en la cual K es una constante de proporcionalidad característica del medio y que se llama "constante dieléctrica'. En el sistema cgs la constante dieléctrica del vacío vale K = 1 y en el sistema MKS vale Con estos valores se obtienen las mismas fórmulas dadas anteriormente Estas formulas son validas cuando el medio es el aire de constante dieléctrico casi igual al vacío. La constante es característica del medio y se llama “constante dieléctrica o permitividad del medio”. La permitividad del aire en condiciones normales puede considerarse igual a la del vacío **=****"****o** XIII
 * //__Observaciones:__//**
 * 1)** Tanto la máquina de frotan, lento como el generador de banda a veces no funcionan, sobre todo si el aire atmosférico está muy húmedo. En este caso haga lo siguiente, a) con un paño seco trate de sacar el polvo y la humedad adherida a las partes metálicas de la máquina, b) ponga la máquina algunos minutos al Sol o a falta de éste colóquela cerca de una estufa (15 minutos).
 * 2)** Para hacer las experiencias indicadas, una con un alambre o una cadena el 'colector' o la 'jaula" de 'la máquina correspondiente con el cilindro de Faraday, el molinete, etc. , y muchas otras experiencias son fáciles de realizar con ellas, por ejemplo: pararle los pelos de la cabeza a un alumno colocado aisladamente sobre un piso y con una mano tocando el colector; encender el mechero de gas con solo acercarle un dedo, etc.
 * __Ley de Coulomb__**: Ya hemos visto que las cargas eléctricas se atraen cuando son contrarias y se repelen cuando son de la misma clase. Pero tanto si se atrae no se repelen lo hacen con cierta fuerza cuyos factores de dependencia fueron determinados cuantitativa y experimentalmente por Coulomb (francés 1736-1806),en 1780. Demostró que: 'la fuerza que actúa entre dos cargas eléctricas puntuales es proporcional al producto de las careas e inversamente Proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas'. Algebraicamente se expresa esta ley por la fórmula-.
 * O...............................................................O**
 * q r q**
 * F = K** **__q * q__**
 * r**
 * F =** **__q * q__** **(dinas)**
 * r**
 * F = 9 * 10** **__q * q__** **(newton)**
 * r**
 * //__OBSERVACIONES:__//**
 * 2)** La ley de Coulomb se cumple bajo las siguientes condiciones:
 * a)** Que las cargas sean puntuales, o bien, que las dimensiones físicas de los cuerpos que tienen carga eléctrica sean despreciables en relación a la distancia __r__ que las separa. Así, esta ley, no puede aplicarse **a** los protones del núcleo atómico, pero sí entre los protones del núcleo y los electrones planetarios;- (dentro del núcleo rige una ley mucho mas compleja, pues de lo contrario los protones del núcleo se arrancarían” de él),
 * b)** El. medio debe ser isótropo, es decir que su . comportamiento físico sea el mismo en todas las direcciones. Por ejemplo: el vacío es un medio isótropo.
 * c)** El medio debe ser homogéneo, es decir que presente la misma densidad en una zona que en, otra. Por ejemplo el aire encerrado en un globo.
 * d)** El medio debe ser infinitamente extendido esto quiere decir que las cargas eléctricas deben estar suficientemente separadas del medio circundante como paredes, otras cargas, etc.
 * 3)** También la ley de Coulomb se expresa por la Formula:
 * F =** **__q * q__**
 * k r**
 * K =** **__1__** *** 10**
 * 9**
 * F =** **__q * q__** **(dinas) o F = 9 * 10** **__q * q__** **(newton)**
 * r r**
 * 4)** En el sistema, a __MKS racionalizado__, se elige por comodidad como constante de el valor. **__1__** por eso en algunos textos aparece como ley de //Coulomb// la expresión.
 * 4** **"**


 * GUEVARA AZAMAR EDGAR IVAN**