Cuales son las funciones de la Carga Eléctrica

La Carga Eléctrica

1.- Estructura de la materia.

La materia, cualquiera que de ella se trate, está constituida por átomos los cuales a su vez están constituidos por tres partículas fundamentales: electrones, protones y neutrones. En el modelo atómico de Bohr, los protones y los neutrones constituyen un bloque apretado y compacto llamado núcleo y a gran distancia de él se ubican los electrones, girando a su alrededor.

El electrón posee carga eléctrica negativa y es la partícula de menor masa dentro del átomo. Todos los electrones son iguales entre sí, aun cuando pertenezcan a distintos átomos.

Los protones son de una masa bastante grande comparada con los electrones, pues, son 1836 veces el tamaño de un electrón. Un protón está dotado de carga eléctrica positiva, es decir, presentan una carga igual en magnitud que la del electrón pero de signo opuesto.

Los neutrones se ubican en el núcleo del átomo, no presentando carga eléctrica. Su masa es aproximadamente igual a la del protón.

Un átomo, en su estado normal, presenta el mismo número de protones que de electrones, no teniendo en conjunto ni carga positiva ni negativa. La carga de cada protón es igual a la de cada electrón. De acuerdo a esto, se dice que el átomo es eléctricamente neutro.

Un cuerpo en estado neutro puede ganar o perder electrones por cualquier procedimiento mecánico. El cuerpo que gana electrones queda cargado negativamente y el que pierde los electrones queda cargado positivamente.

Un átomo, que ha perdido uno o más electrones se llama ion positivo, y el átomo que ha ganado electrones recibe el nombre de ion negativo. Al proceso de ganar o perder electrones se le llama ionización.

2.- Interacciones Eléctricas.

Antes que nada debemos saber en qué consiste un péndulo eléctrico y un electroscopio.

Un péndulo eléctrico no es más que una esferita de una sustancia muy liviana, por ejemplo el anime, la cual se encuentra colgando de un hilo aislante, tal como se muestra a continuación:

Un electroscopio es un aparato que nos permite conocer si un cuerpo está cargado eléctricamente. Dicho aparato está constituido por dos láminas metálicas muy finas suspendidas de una barra conductora. En el otro extremo, el superior, posee una esfera o disco de metal. La parte inferior de la esfera, la que constituye la varilla y las laminillas, se encuentran colocadas dentro de un recipiente de vidrio que tiene como función proteger las liras metálicas de las corrientes de aire.

Veamos ahora las siguientes experiencias:

1.- Coloquemos unos pedacitos de papel, cortados bien pequeñitos, sobre la mesa. A continuación frotemos una varilla de vidrio con una tela de seda y la acercamos rápidamente a los papelitos.

Los papelitos son atraídos por el vidrio, es decir, éste después de ser frotado se ha electrizado. La barra de vidrio ha adquirido una carga positiva, pues, los electrones del vidrio han pasado a la seda, quedando el vidrio cargado positivamente y la seda negativamente. Al acercar el vidrio al papel, que está en estado neutro (tiene el mismo número de electrones que de protones), los electrones de la orilla del papel son repelidos hasta la parte más lejana, quedando el extremo más próximo al vidrio con carga positiva y por esta razón se nota una atracción.

2.- Frotemos una barra de vidrio con seda y toquemos con dicha barra las esferitas de los péndulos. Estas se cargan con electricidad positiva y al acercarlas observamos que entre ellas hay una repulsión.

3.- Frotemos ahora una barra de ebonita con lana y con dicha barra tocamos las esferitas. Se nota que hay también una repulsión entre ellas, porque ambas se han cargado con electricidad negativa.

4.- Frotemos ahora las dos barras, la de vidrio con seda y la de ebonita con lana. Con la de vidrio se toca la esferita A, y con la de ebonita la esfera B. Notamos que entre ellas hay una atracción, porque las esferas se han cargado con cargas de signos opuestos.

De las experiencias realizadas concluimos diciendo que: las cargas de distinto signo se atraen y las cargas de Igual signo se repelen.

3.- Conductores, Aisladores y Semiconductores.

Es sabido, que existen algunos materiales tales como el cobre, el aluminio y otros que tienen la propiedad de conducir fácilmente la electricidad; en cambio existen otros como el vidrio, el hule y la mayoría de los plásticos que no conducen la electricidad.

Cuando se realizaron los experimentos electrostáticos pudimos notar que los cuerpos frotados siempre fueron vidrio, plástico, lana y seda, pues, en ningún momento se frotó una barra de metal. Esto se debe a que al ser frotada una barra de metal, las cargas escaparían a tierra a través de nuestro cuerpo. En este caso se dice que la barra de metal y nuestro cuerpo son conductores

Los conductores son aquellos materiales, en los cuales las cargas eléctricas (electrones libres) se desplazan con bastante facilidad.

Los aisladores o dieléctricos son los materiales cuyos electrones se hayan fuertemente ligados al núcleo, impidiendo el transporte de carga con facilidad.

Por último, los semiconductores, como el silicio y el germanio, que no son ni conductores ni aisladores, sino que poseen propiedades intermedias. Son utilizados con mucha frecuencia en la fabricación de dispositivos electrónicos.

Los semiconductores se convierten en conductores a altas temperaturas.

4.- Formas de Cargar un Cuerpo.

Cuando un cuerpo es sometido a ciertas manipulaciones, como por ejemplo frotarlo, él puede ganar o ceder electrones. Se llama electrización, entonces, al proceso mediante el cual un cuerpo adquiere una carga eléctrica al ser sujeto a dichas manipulaciones.

Existen varias formas de cargar o electrizar un cuerpo:

a) Carga par Frotamiento: Cuando se frotan dos cuerpos de distinta naturaleza se produce una transferencia de electrones desde uno de los cuerpos hasta el otro. El que pierde los electrones queda cargado positivamente y el que los gana queda cargado negativamente.

Como ejemplo, los siguientes casos:

• El ámbar, utilizado por Thales de Mileto, al ser frotado con lana adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros. Hoy, al interpretar ésta cualidad decimos que el ámbar se ha electrizado, es decir, posee una carga eléctrica.

• Al

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