Electricidad Y Magnetismo

Definiciones

a) Electricidad: Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

b) Electrostática: Es la rama de la Física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo.

c) Magnetismo: Es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.

d) Electromagnetismo: Se denomina electromagnetismo a la teoría física que unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los que intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre la materia.

e) Electrónica: Es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Historia de la electricidad

El funcionamiento de la radio, la televisión, las licuadoras, los semáforos, los refrigeradores, las computadoras entre muchos otros están involucrados de una u otra forma a través de fenómenos eléctricos, cuyo concepto ha venido evolucionando a través de cientos de años.

Thales de Mileto, filósofo griego que vivió en la ciudad de Mileto en el siglo V antes de cristo, fue quien observo las primeras manifestaciones eléctricas, dándose cuenta que al frotar el ámbar (resina fósil) con una tela de lana, aquel adquiría la propiedad de atraer pedacitos de papel.

Posteriormente William Gilbert comprobó, que además del ámbar existían otras sustancias capaces de adquirir cargas por contacto. Entre esas sustancias se encuentra el vidrio y la ebonita.

Estructura de la materia (Dibujo)

Electricidad por frotamiento

Vimos que el ámbar utilizado por Thales de Mileto, al ser frotado con la lana adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros. Si interpretamos esta cualidad, decimos hoy que el ámbar esta electrizado, es decir, que posee una carga eléctrica.

Por ejemplo, si se pasa un peine por el cabello y después se le acerca a pequeños pedacitos de papel; se lograra ver como estos son atraídos por el peine. Se dice que el peine se ha electrizado, por que se ha llevado a cabo una transferencia de electrones entre el peine y el cabello.

Existencia de dos tipos de carga

Por la atracción de los cuerpos, no es posible distinguir la carga eléctrica de una varilla de vidrio frotada con seda de la de plástico frotada con lana. Ambas varillas electrizadas atraen pedazos de papel.

Electroscopio (Definición)

Un electroscopio es un instrumento que nos permite conocer si un cuerpo esta argado eléctricamente.

Electricidad por Contacto

Consideremos un cuerpo metálico argado negativamente (con exceso de electrones libres) y otro cuerpo en estado neutro (tiene el mismo numero de electrones que de protones). Cuando se ponen en contacto, los electrones en exceso en el primer cuerpo pasan al segundo cuerpo, quedando este cargado negativamente por tener ahora un exceso de electrones.

Electricidad por Inducción

La inducción electrostática es el proceso de separación de cargas en un conductor, producida por el acercamiento de un cuerpo electrizado. Cuando un cuerpo se carga por inducción son de signo opuesto a la carga del inductor.

Conductor

Se llaman conductores a los materiales que poseen electrones libres que permiten que la carga eléctrica pueda ser transportada a través de ellos con bastante facilidad.

Aisladores

Se llaman aislantes eléctricos o dieléctricos, a los materiales cuyos electrones se hayan fuertemente ligados al núcleo, no permitiendo el paso de los electrones a través de ellos.

Ley de conversión de la carga eléctrica

En las experiencias y en las observaciones hemos notado que los cuerpos antes de ser frotados están en estado neutro, es decir, la carga total de ellos es nula por poseer igual numero de cargas positivas y negativas. Si los frotáramos y procediéramos a medir las cargas adquiridas por cada uno de los aparatos mas exactos que existieran, encontraríamos que las cargas son exactamente iguales a de signos opuestos.

Todo esto se puede resumir en una ley llamada Ley de conservación de la carga eléctrica que puede enunciarse así: “En cualquier sistema aislado, la suma algebraica de las cargas eléctricas de los cuerpos no varían, es decir, permanece constante.”

Divisibilidad de la carga eléctrica

Hemos analizado que una carga eléctrica puede ser cedida de un cuerpo a otro cuando los ponemos en contacto.

La divisibilidad de la carga eléctrica consiste en la distribución de las cargas eléctricas hasta que queda solo un electrón, cada vez que se divide disminuye hasta la mitad su carga eléctrica.

Ley de Coulomb (Definición)

Al acercar cuerpos cargados, estos interactúan entre si, a través de atracción y repulsión llamadas fueras eléctricas. Estas líneas de fuerza salen si el cuerpo tiene carga positiva y entran si el cuerpo tiene carga negativa.

Representación grafica de las interacciones eléctricas

Si se colocan de frente dos cuerpos cargados en reposo sobre una mesa no conductora, en el cual se pueden desplazar, ellos se atraerán o repelerán dependiendo del signo de las cargas, observándose que se desplazan a lo largo de la recta que une sus centros.

Imanes

De momento no es posible explicar que son, pero si hemos observado en nuestra vida algunas sustancias que son capases de atraer o pegarse a otros materiales y de atraer o repeler a otro imanes.

Polos de un imán

A cada uno de los polos de un imán le corresponde una forma de energía magnética distinta, y por tanto sus efectos son distintos.

Efecto magnético de la corriente eléctrica

El magnetismo, tanto el de los imanes como el que presenta la corriente, es un efecto de las cargas eléctricas en movimiento.

Campo

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