Electricidad Y Magnetismo Practica 1 IPN ESIME ZAC ICE

OBJETIVO:

Que el alumno:

• Verifique que los cuerpos son susceptibles de electrizarse.

• Identifique los diferentes procedimientos de electrización de los cuerpos.

• Compruebe la existencia de los tipos de electrización que pueden adquirir los cuerpos.

• Diferencie los conductores de los aisladores.

• Describa los aspectos de los campos eléctricos obtenidos entre electrodos de diversas geometrías.

• Concluya que en la región que rodea a un cuerpo electrizado existe una fuerza de origen eléctrico que recibe el nombre de campo eléctrico.

ELECTROSTÁTICA

La electrostática es una parte la física que estudia fenómenos que se producen por la electricidad, cuando esta, se encuentra en reposo sobre los cuerpos electrizados. Esto incluye fenómenos tan simples como la atracción de un trozo de plástico a su lado después de sacarlo de su paquete, aparentemente ocurre una explosión espontanea de energía. Esto causa daño a componentes electrónicos durante sus procesos. La Electrostática envuelve la construcción de cargas en la superficie de objetos gracias al contacto que tienen con otras superficies. Aun así el intercambio de cargas ocurre cuando sin importar que superficies sean tienen un contacto y se separan, los efectos de intercambio de cargas eléctricas son usuales solamente cuando al menos una de las superficies tiene como característica una mayor resistencia al flujo eléctrico. La más espectacular forma de descargas electrostáticas es la chispa, la cual ocurre cuando un fuerte campo eléctrico crea un canal ionizado en el aire.

TIPOS DE ELECTRICIDAD ELECTROSTÁTICA

Consideramos dos tipos de electrización: por frotamiento y por inducción. La electrización por frotamiento se dio a cabo de frotar un trozo de ámbar 600 a. de c. ya que el ámbar es una resina fósil, esta era capaz de atraer cuerpos muy ligeros. Y después con el paso del tiempo se comprobó que también sucedía eso con más materiales. La electrificación por inducción, posteriormente es cuando acercamos un cuerpo electrizado a otro que esta neutro, el primero induce sobre el segundo una separación de electricidad positiva y negativa, eso quiere decir que el resultado final, es que el cuerpo electrizado atrae al otro.

LA CARGA ELÉCTRICA

Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos.

CARGA INDUCIDA

La carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto. Esto crea una región en el segundo objeto que está con una mayor carga positiva, creándose una fuerza atractiva entre los objetos. Por ejemplo, cuando se frota un globo, el globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas (la superficie de la pared gana una carga eléctrica inducida pues los electrones libres de la superficie del muro son repelidos por los electrones que ha ganado el globo al frotarse; se crea así por inducción electrostática una superficie de carga positiva en la pared, que atraerá a la superficie negativa del globo).

CARGA POR FRICCIÓN

En la carga por fricción se transfiere gran cantidad de electrones porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro. Los electrones más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, pero los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra. Por ejemplo los electrones son retenidos con mayor fuerza en la resina que en la lana, y si se frota una torta de resina con un tejido de lana bien seco, se transfieren los electrones de la lana a la resina. Por consiguiente la torta de resina queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. A su vez, el tejido de lana queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. Los átomos con deficiencia de electrones son iones, iones positivos porque, al perder electrones (que tienen carga negativa), su carga neta resulta positiva.

CARGA POR INDUCCIÓN

Se puede cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargado. Considérese una esfera conductora no cargada, suspendida de un hilo aislante. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de ésta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquélla y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. Vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las esfera como un todo sea cero. La carga por inducción no se restringe a los conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales.

LEY DE COULOMB

La ley de que la fuerza entre cargas eléctricas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas fue demostrada experimentalmente por el químico británico Joseph Priestley alrededor de 1766. Priestley también demostró que una carga eléctrica se distribuye uniformemente sobre la superficie de una esfera metálica hueca, y que en el interior de una esfera así no existen cargas ni campos eléctricos. Charles de Coulomb inventó una balanza de torsión para medir con precisión la fuerza que se ejerce entre las cargas eléctricas. Con ese aparato confirmó las observaciones de Priestley y demostró que la fuerza entre dos cargas también es proporcional al producto de las cargas individuales.

La fuerza entre dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la

Ley de Coulomb:

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