ELECTROSTATICA Rama de la física que estudia las cargas eléctricas en reposo

Las partículas fundamentales (protones y electrones) poseen una propiedad característica, denominada CARGA ELECTRICA

Esta propiedad se manifiesta en las fuerzas de atracción o repulsión eléctrica

Tipos de carga

DEFINICIONES

Cuerpo cargado positivamente: Un cuerpo que presenta un déficit de electrones (cedió electrones)

Cuerpo cargado negativamente: Un cuerpo que presenta un exceso de electrones (ganó electrones)

Cuerpo neutro: Cuerpo donde el numero de electrones es igual al numero de protones

En el átomo …

Átomo Neutro: Átomo donde el número de electrones es igual al número de protones

Ion positivo (catión): Átomo que pierde electrones

Ion negativo (Anión): Átomo que gana electrones

Partícula Masa (Kg) Carga (C)

Protón 1,673x10-27 1,6x10-19

Neutrón 1,675x10-27 0

Electrón 9,11x10-31 1,6x10-19

PROPIEDADES DE LA CARGA ELECTRICA

La carga eléctrica se conserva:

La carga eléctrica no se crea ni se destruye, solo se transfiere de un cuerpo a otro. La carga solo se comparte

Si un cuerpo adquiere cierta cantidad de electrones es porque hubo otro cuerpo que cedió dicha cantidad de electrones

Al poner en contacto cuerpos cargados y neutros, estos intercambian cargas, pero, la carga neta del sistema permanece constante

En el caso de que ambos cuerpos en contacto sean de igual tamaño, la carga neta se divide en iguales cantidades para ambos cuerpos

EJEMPLOS1. Se tiene dos cuerpos idénticos A y B con cargas de - 5 C y 1 C. Si

ambos cuerpos se tocan. ¿Con cuanta carga quedará cada uno?

2. Se tiene tres esferas idénticas A, B y C, según se indica en la figura. Determina la carga final de cada esfera si A toca a B y luego a C

3. Se tiene tres esferas idénticas A, B y C, según se indica en la figura. Determina la carga final de cada esfera si se tocan todas simultáneamente

FUERZA ELÉCTRICA Es una “fuerza de acción a distancia”

Entre cargas de igual signo existe fuerza de repulsión

Entre cargas de distinto signo existe fuerza de atracción

¿DE QUÉ FACTORES DEPENDE LA INTENSIDAD DE LA FUERZA ELÉCTRICA La fuerza eléctrica

Depende de

La cantidad de carga que posean los

cuerpos

La distancia que exista entre los

cuerpos

¿CÓMO INFLUYE CADA FACTOR?

1) La distancia entre las cargas

MAYOR DISTANCIA LA FUERZA SERÁ MENOS INTENSA

MENOR DISTANCIA LA FUERZA SERÁ MÁS INTENSA

¿CÓMO INFLUYE CADA FACTOR?

2) La cantidad de carga

MAYOR CANTIDAD DE CARGA

LA FUERZA SERÁ MÁS INTENSA

MENOR CANTIDAD DE CARGA LA FUERZA SERÁ MENOS INTENSA

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLADORES

a) MATERIALES CONDUCTORES

a) MATERIALES CONDUCTORES

• Permiten el movimiento de cargas eléctricas

• Los átomos tienen electrones con libertad de movimiento

• Los metales son buenos conductores de electricidad; Los electrones de las capas más externa de sus átomos están «sueltos»

Ejemplos de conductores

Plata Oro

Cobre Aluminio

DESCRIBE EL FLUJO DE CARGAS AL CONECTAR LAS ESFERAS A TIERRA:

b) MATERIALES AISLANTES

b) MATERIALES AISLANTES

• Materiales que no permiten el movimiento de cargas eléctricas

• Los electrones se encuentran fuertemente enlazados con sus átomos

• No están libres para desplazarse entre otros átomos del material

Ejemplos de aislantes

vidrio plástico

caucho madera

INDUCCIÓN Y POLARIZACIÓN

Separación de cargas en un conductor, producida por el acercamiento de un cuerpo cargadoINDUCCIÓN

¿QUÉ OCURRE AL ACERCAR AMBOS

CUERPOS?

• Ocurre al acercar un cuerpo cargado a un cuerpo aislante haciendo que las moléculas del aislante se orienten según la carga del cuerpo cargado. No existe movimiento de cargas como el caso de la inducción

• Ocurre en sustancias que presentan moléculas polares. Por ejemplo, la molécula de H2O

POLARIZACION

¿CÓMO OCURRE LA POLARIZACIÓN?

1) Las molécula del material aislante están distribuidas al azar

2) Se acerca al aislante un objeto cargado, provocando que las moléculas del aislante se orienten según la carga

3) Efecto final de la polarización

EJEMPLOS DE POLARIZACIÓN

PREGUNTA:

Hasta ahora sabemos que:

¿QUE TIPO DE INTERACCIÓN EXISTE ENTRE UN CUERPO

CARGADO Y UNO NEUTRO?

¿CÓMO CARGAR ELECTRICAMENTE UN CUERPO?METODOS DE ELECTRIZACIÓN

FROTACIÓN

CONTACTO

INDUCCIÓN

FORMAS DE CARGAR UN CUERPO (Métodos de electrización)

a) FROTACION: Frotando entre sí dos cuerpos inicialmente neutros, ocurre entre ellos un intercambio de electrones. Ambos cuerpos terminan con cargas de signo contrario

• La siguiente tabla ordena diferentes sustancias, las cuales al ser frotadas con la siguiente, la superior adquiere carga positiva y la inferior carga negativa:

¿QUÉ OCURRE AL FROTAR VIDRIO CON SEDA?

b) POR CONTACTO: Se produce cuando un cuerpo inicialmente cargado, negativa o positivamente, toca a un cuerpo neutro, así, el contacto produce una transferencia de electrones. Finalmente ambos cuerpos quedan con carga de igual signo

c) INDUCCION:

• Al acercar un objeto con carga negativa:

CUADRO RESUMEN

DETECTORES DE CARGA ELECTRICA

a) PÉNDULO ELÉCTRICO: Consta de una pequeña esfera conductora liviana suspendida de un hilo. Se dan los siguientes casos:

¿Es posible conocer el tipo de carga que presenta el cuerpo A?

b) ELECTROSCOPIO: Aparato que consta de dos tiras metálicas muy finas unidas por un conductor a una esfera también metálica

FUNCIONAMIENTO DEL ELECTROSCOPIO

Electroscopio neutro Se acerca una varilla de vidrio cargada, la cual altera la distribución de la carga en el electroscopio

Electroscopio neutro Se acerca una varilla de plástico cargada, la cual altera la distribución de la carga en el electroscopio

ACTIVIDADES

1.- Define los siguientes conceptosa) cuerpo neutro b) cuerpo cargado positivamente c) cuerpo cargado negativamented) Catióne) Anión

2.- ¿Cuál es la unidad de medida para la carga eléctrica?

3.- ¿Qué significa que un objeto tenga una carga negativa de 1 C?

4.- ¿Cuál es la carga de un electrón?

5.- Explique el concepto de “conservación de la carga eléctrica”

6.- Se tienen cuatro objetos cargados, de manera tal que A repele a B y atrae a C. Mientras que C repele a D. Se sabe que D tiene carga positiva. ¿Cuál es el signo de la carga en B?

7.- Dos esferas idénticas A y B cuyas cargas son de -2 C y 8 C respectivamente se ponen en contacto. ¿Cuál será la carga final en ambas esferas luego del contacto?

8.- Se tienen tres esferas idénticas A, B y C cuyas cargas son A= 12 CB= 1 CC= 0

Determina la carga final en cada esfera si: A toca a B y luego a C

9.- Se tienen tres esferas idénticas A, B y C cuyas cargas son A= 14 CB= -2 CC= 0Determina la carga final en cada esfera si se ponen en contacto simultaneo

10.- ¿Qué ocurre con la intensidad de la fuerza si la distancia entre las cargas se cuadruplica?