Bosquejo del capítulo

Campos eléctricos

Bosquejo del capítulo

23.1 Propiedades de los Cargas Eléctricos

23.2 Aislantes y conductores

23.3 Ley de Coulomb

23.4 El campo eléctrico

23.5 Campo eléctrico de un continuo

Distribución de carga

23.6 Líneas de campo eléctrico

23.7 Movimiento de partículas cargadas en una

Campo eléctrico uniforme

PROPIEDADES DE CARGAS ELÉCTRICAS Una serie de experimentos simples demuestran la existencia de fuerzas eléctricas y cargas Por ejemplo, después de pasar un peine por el cabello en un día seco, encontrará que el peine atrae pedazos de papel. La fuerza atractiva a menudo es fuerte lo suficiente para suspender el papel. El mismo efecto ocurre cuando materiales como el vidrio o goma se frota con seda o piel. Otro experimento simple es frotar un globo inflado con lana. El globo

luego se adhiere a una pared, a menudo durante horas. Cuando los materiales se comportan de esta manera,

se dice que están electrificados o que se han cargado eléctricamente. Tu puedes fácilmente

electrifique su cuerpo frotando vigorosamente sus zapatos sobre una alfombra de lana. El eléctrico

la carga en su cuerpo puede sentirse y eliminarse al tocar ligeramente (y sobresalir) una

amigo. En las condiciones adecuadas, verá una chispa cuando toque, y ambos

de usted sentirá un ligero cosquilleo. (Los experimentos como estos funcionan mejor en un día seco

porque una cantidad excesiva de humedad en el aire puede causar cualquier carga que construyas

hasta "gotear" de su cuerpo a la Tierra).

En una serie de experimentos simples, se encuentra que hay dos tipos de electricidad cargos, que Benjamín le dio los nombres positivos y negativos Franklin (1706-1790). Para verificar que esto sea cierto, considere una varilla de goma dura que ha sido frotado con pelo y luego suspendido por un hilo no metálico, como se muestra en la figura 23.1. Cuando una varilla de vidrio que ha sido frotada con seda se acerca al varilla de goma, los dos se atraen (Fig. 23.1a). Por otro lado, si dos las varillas de goma cargadas (o dos varillas de vidrio cargadas) se acercan una a la otra, como que se muestra en la figura 23.1b, los dos se repelen entre sí. Esta observación muestra que el el caucho y el vidrio se encuentran en dos estados diferentes de electrificación. Sobre la base de estos observaciones, concluimos que las cargas similares se repelen entre sí y a diferencia las cargas se atraen entre sí.

Usando la convención sugerida por Franklin, la carga eléctrica sobre el vidrio

la varilla se llama positiva y la de la varilla de caucho se llama negativa. Por lo tanto, cualquier

objeto cargado atraído por una varilla de goma cargada (o repelido por un vidrio cargado)

varilla) debe tener una carga positiva, y cualquier objeto cargado repelido por una carga

La varilla de goma (o atraída por una varilla de vidrio cargada) debe tener una carga negativa.

Las fuerzas eléctricas atractivas son responsables del comportamiento de una amplia variedad de

productos comerciales. Por ejemplo, el plástico en muchas lentes de contacto, etafilcon, es

compuesto de moléculas que atraen eléctricamente las moléculas de proteína en humanos

lágrimas. Estas moléculas de proteína son absorbidas y retenidas por el plástico de modo que la

La lente termina estando compuesta principalmente por las lágrimas del usuario. Debido a esto, el

el ojo del usuario no trata la lente como un objeto extraño y puede llevarse cómodamente.

Muchos cosméticos también aprovechan las fuerzas eléctricas incorporando

materiales que son atraídos eléctricamente por la piel o el cabello, causando pigmentos o

otros productos químicos para quedarse una vez que se aplican.

QuickLab Frote un globo inflado contra su pelo y luego sostenga el globo cerca de una delgada corriente de agua que se ejecuta desde grifo. ¿Lo que pasa? (Un frotado la pluma o el peine de plástico también funcionarán.

Otro aspecto importante del modelo de electricidad de Franklin es la implicación esa carga eléctrica siempre se conserva. Es decir, cuando se frota un objeto contra otro, la carga no se crea en el proceso. El estado electrificado se debe a una transferencia de carga de un objeto a otro. Un objeto gana cierta cantidad de carga negativa mientras que el otro gana una cantidad igual de carga positiva. Por ejemplo, cuando una varilla de vidrio se frota con seda, la seda obtiene una carga negativa que es igual en magnitud a la carga positiva en la varilla de vidrio. Ahora sabemos de nuestra comprensión de la estructura atómica que los electrones cargados negativamente se transfieren del vidrio a la seda en el proceso de frotar. Del mismo modo, cuando el caucho es frotado con piel, los electrones se transfieren de la piel a la goma, dando a la caucho una carga neta negativa y la piel una carga positiva neta. Este proceso es consistente con el hecho de que la materia neutra y sin carga contiene tantos positivos cargas (protones dentro de núcleos atómicos) como cargas negativas (electrones).

...