Electrotecnia

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado.

Un átomo es considerado eléctricamente neutro porque mantienen el mismo número de protones que de electrones, debido a que los protones al poseer una carga positiva que es igual a 〖1,602x10〗^(-19) [C] y los electrones al poseer una carga eléctrica de igual valor pero negativa, hace que la suma algebraica de estos nos de 0.

Se denomina electrización al efecto producido por un cuerpo eléctricamente neutro en el cual se ganan o pierden cargas eléctricas, generalmente electrones.

Electrización por frotamiento

La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos son liberados y cedidos, con lo cual un cuerpo queda cargado negativamente y el otro positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda o la electrización de la barra de Ámbar por el paño de lana. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base de observaciones sencillas.

Electrización por inducción

La electrización por inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

Electrización por contacto

La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto. El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.

Un electroscopio es un instrumento antiguo utilizado para detectar carga y medir potencial eléctrico. Si la esfera metálica de la parte superior se pone en contacto con un conductor cargado, las delgadas hojas de metal (láminas de oro o aluminio) adquirirán el mismo potencial que el conductor. La carga en las hojas será proporcional a la diferencia de potencial entre ellas y la caja. La fuerza de repulsión que existirá entre las hojas, debido a sus cargas idénticas, puede medirse observando el valor de la desviación de un escala.

También es posible cargar un electroscopio por inducción en la misma forma que la esfera de la ilustración de arriba, un electroscopio cargado puede emplearse para detectar la presencia de cargas, así como para determinar su signo. Imaginen que una barra con cargas negativas se acerca al electroscopio cargado negativamente, la barra repele electrones adicionales abajo hacia las hojas se desviaran menos.

Un electroscopio cargado estando al aire libre perderá gradualmente su carga debido que un pequeño número de moléculas están siendo ionizadas continuamente bajo la acción de rayos cósmicos, algunos de estos iones pueden tomar un exceso de carga del electroscopio.

La rapidez de carga de un electroscopio es proporcional a la cantidad de radiación de fondo (radioactividad).

Un electroscopio del tamaño de un lápiz es un dispositivo usual utilizado para medir la dosis de radiación recibida por el personal, el valor de descarga de tal puede leerse fácilmente acercándolo a la luz.

Este es el modelo de electroscopio más sencillo conocido no posee esfera solo dos tubos paralelos entre con sus chapas de oros.

El péndulo eléctrico es un sencillo dispositivo empleado con fines didácticos para poner de manifiesto ciertos fenómenos electrostáticos. Consiste usualmente en una pequeña esfera de saúco que pende de un hilo de seda y generalmente se utiliza un par de ellos para mostrar cómo interactúan entre sí. La ligereza de la bola de saúco permite que ésta experimente un gran desplazamiento cuando sobre ella actúan fuerzas electrostáticas al acercársele un objeto cargado. Es un material aislante, pero la presencia de cierta cantidad de humedad (absorbida del aire) combinada con algunas sales propias de la madera del saúco le confieren una pequeña movilidad a la carga eléctrica; esto es lo que hace que la madera (o la semilla) del saúco sea particularmente adecuada para estos experimentos.

Conductores

Un conductor eléctrico es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico. Los más comunes son los metales, siendo el cobre el más usado de entre todos ellos, otro metal utilizado es el aluminio y en aplicaciones especiales, debido a su baja resistencia y dureza a la corrosión, se usa el oro. Aunque todos los metales son conductores eléctricos existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las soluciones salinas (por ej. Agua de mar) y cualquier material en estado de plasma.

Aislantes

Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente

...