Cargas Electricas

INTRODUCCION

A instancias de la Física la carga eléctrica resulta ser una propiedad intrínseca que presentan algunas partículas subatómicas la cual se manifestará a través de atracciones y repulsiones que determinarán las interacciones electromagnéticas entre ellas, siendo las mismas cargas positivas y cargas negativas.

La materia cargada de manera eléctrica será influida por los campos electromagnéticos a la vez que los genera. La interacción entre carga y campo eléctrico dará origen a una de las cuatro interacciones fundamentales que es la interacción electromagnética.

De acuerdo a lo que dispone el Sistema Internacional de Unidades la carga eléctrica se denomina culombio (c) y lo define como aquella cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un determinado conductor eléctrico durante el lapso de un segundo y cuando la corriente eléctrica es de un amperio.

La naturaleza de la carga eléctrica es discreta.

Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).

Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como depende de su carga la fuerza ejercida por o sobre un cuerpo cargado. Para eso se basó en la hipótesis de que si un conductor esférico cargado se pone en contacto con un segundo conductor idéntico, inicialmente descargado, por razones de simetría la carga del primero se reparte por igual entre ambos. De este modo dispuso de un método para obtener cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de cualquier carga dada. Los resultados de sus experimentos están de acuerdo con la conclusión de que la fuerza entre dos cargas puntuales, q y q', es proporcional al producto de éstas.

CARGAS ELECTRICAS

En la Naturaleza, la carga eléctrica es algo inherente a la materia e inseparable de ella. Donde quiera que exista materia existe carga eléctrica. Sin embargo, no toda la materia manifiesta fenómenos de tipo eléctrico.

La materia que nos rodea está formada por átomos que constan, a su vez, de protones, neutrones y electrones. Los protones y electrones tienen una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica.

Esta carga eléctrica puede ser de dos tipos.

• Los protones tienen carga eléctrica positiva.

• Los electrones tienen carga eléctrica negativa.

Normalmente, los átomos de los cuerpos tienen tantos protones como electrones, por lo que tendrán tantas cargas eléctricas positivas como negativas. Esto hace que sean neutros. Pero los átomos pueden ganar o perder electrones y convertirse en iones. De esta forma, los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica.

• Cuando los átomos ganan electrones, el cuerpo adquiere carga eléctrica negativa.

• Cuando los átomos pierden electrones, entonces el cuerpo adquiere carga eléctrica positiva.

Un cuerpo electrizado está cargado positiva o negativamente porque ha perdido o ganado electrones. Por consiguiente, la carga eléctrica es una magnitud física medible y cuantificable. La cantidad de electricidad «neta» de un cuerpo será igual a un número entero de veces la carga del electrón.

En el Sistema Internacional, la unidad de carga eléctrica es el culombio (C), que equivale a la carga eléctrica de unos seis trillones de electrones.

1 C = 6,24 • 1018 electrones

Otra unidad muy usada es el microculombio (μC):

1 μC = 10-6 C

Por tanto, la carga del electrón, en culombios, será:

qe = -1,602 • 10-19 C

Se considera que es una carga de tipo negativo.

La carga de un protón tiene el mismo valor, pero es de signo opuesto: +1,602 • 10-19 C.

CONDUCTORES:

Cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de electricidad. Un buen conductor de electricidad, como la plata o el cobre, puede tener una conductividad mil millones de veces superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica. El fenómeno conocido como superconductividad se produce cuando al enfriar ciertas sustancias a una temperatura cercana al cero absoluto su conductividad se vuelve prácticamente infinita. En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.

SUPERCONDUCTORES

Son aquellos que no ofrecen resistencia al flujo de corriente eléctrica. Los superconductores también presentan un acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos. La superconductividad sólo se manifiesta por debajo de una determinada temperatura crítica Tc y un campo magnético crítico Hc, que dependen del material utilizado. Antes de 1986, el valor más elevado de Tc que se conocía era de 23,2 K (−249,95 °C), en determinados compuestos de niobio-germanio.

Para alcanzar temperaturas tan bajas se empleaba helio líquido, un refrigerante caro y poco eficaz. La necesidad de temperaturas tan reducidas limita mucho la eficiencia global de una máquina con elementos superconductores, por lo que no se consideraba práctico el funcionamiento a gran escala de estas máquinas.

SEMICONDUCTORES

Son los materiales sólidos o líquidos capaces de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. La conductividad eléctrica, que es la capacidad de conducir la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial, es una de las propiedades físicas más importantes.

Ciertos metales, como el cobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores. Por otro lado, ciertos aislantes como el diamante o el vidrio son muy malos conductores. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzar niveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.

AISLANTES:

Son materiales en los que las cargas se mueven con mucha dificultad y ofrecen una elevada resistencia al paso

...