Apuntes de fisica.Electrostatica

Electrostática

Es la parte de la Física que estudia las cargas eléctricas en equilibrio o reposo. Las cargas eléctricas son los electrones libres que poseen los elementos

Electrización

Es un proceso de transferencia de electrones de un cuerpo hacia otro, cuando estos se frotan entre sí.

El cuerpo que pierde electrones presenta un exceso de protones, es decir, queda electrizado positivamente, mientras que el otro cuerpo queda electrizado negativamente, y tendría así un exceso de electrones.

Materiales Conductores  

Son aquellos materiales que tienen los electrones de las órbitas más lejanas no unidos a sus átomos, y adquieren libertad de movimiento en el interior del material. Estos electrones se denominan electrones libres. Ejemplos: los metales como el cobre, hierro, níquel, etc.

Materiales aislantes o dieléctricos

Son aquellos materiales que tienen los electrones de las órbitas más lejanas fuertemente unidos a sus átomos, por lo tanto estos materiales no tienen electrones libres, no pueden desplazar cargas eléctricas. Ejemplos: el plástico, la madera, la goma, la porcelana, etc.

Consideremos un cuerpo metálico, cargado negativamente, apoyado sobre un soporta aislante. El cuerpo es conectado a Tierra por medio de un alambre de cobre

[pic 1]

En estas condiciones, los electrones que están en exceso en el cuerpo metálico, escaparán hacia la Tierra a través del conductor haciendo que dicho cuerpo pierda su carga negativa pasando al estado neutro.

Si el cuerpo metálico estuviera electrizado positivamente, los electrones libres de la Tierra pasarán a través del conductor hasta que las cargas positivas del cuerpo metálico queden neutralizadas

[pic 2]

En ambos casos el cuerpo metálico electrizado, al conectarse a Tierra mediante un conductor, pierde su carga y se vuelve neutro.

En ambos casos si en lugar del alambre de cobre se usara un hilo ailante, por ejemplo de plástico, para hacer la unión a Tierra, no habría movimiento de electronesa trevés de dicho elemento. De esta manera el cuerpo metálico no se descargaría y permanecería electrizado.

Si el soporte aislante que sostiene el cuerpo metálico fuera de vidrio, este cuerpo podría descargarse aunque no estuviera conectado a Tierra mediante un hilo conductor. Esto se debe a que sobre la superficie del vidrio se forma una capa de vapor de agua. El agua al ser conductor de cargas eléctricas produce la descarga en Tierra.

En los climas húmedos los cuerpos metálicos electrizados, aun cuando están apoyado sobre aislantes, terminan por descargarse después de cierto tiempo. Aun cuando el aire atmosférico sea aislante, la presencia de la humedad hace que se vuelva conductor. Así el cuerpo electrizado cederá su carga a la Tierra a través del aire.

Inducción elctrostática

Consiste en la separación de cargas en un conductor, producida por el acercamiento de un cuerpo electrizado. El cuerpo que produce la inducción se denomina inductor, y las cargas que aparecen en el extremo del conductor se denominan cargas inducidas 

[pic 3]

Electrización por inducción

Consideremos que se mantiene el inductor fijo, y se conecta a Tierra por medio de un hilo matálico al conductor que sufrió la inducción electrostática

[pic 4]

Esta conexión hará que los electrones libres pasen de la Tierra hacia el conductor,y neutralizarán la cargas positivas en el extremo B del conductor. Si deshacemos la conexión a Tierra y enseguida alejamos el inductor, las cargas negativas inducidas que se encontraban en el extremo A, se distribuirán por la superficie del conductor

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