La palabra electricidad se deriva de la palabra “ámbar”

La palabra electricidad se deriva de la palabra “ámbar”. Como lo dice esta etimología, los griegos ya conocían los efectos de la electricidad estática, manifestó cuando se frotaba un trozo de ámbar con piel o una tela de lana.

¿Cuál es el origen de las cargas eléctricas? Es una pregunta que permaneció sin respuesta hasta que avanzaron mucho los estudios sobre la electricidad de que las cargas deberían estar relacionadas con los elementos químicos así como dicen Davy y Faraday.

Cada átomo está formado por un núcleo muy pequeño y masivo, cargado positivamente y otro de uno o varios electrones mucho más ligeros cargados negativamente. La carga positiva del núcleo atrae los electrones cargados negativamente y estos pueden ser transferidos a otros materiales, claro que la cantidad dependerá de la conductividad del mismo.

Experimentos han confirmado que la carga está cuantizada, la carga se conserva y la carga es invariante. Cuando se dice que la carga está cuantizado significa que puede aparecer solamente como múltiplos enteras de unidad fundamental indivisible.

-Electrostática-

Es la ciencia que trata del estudio de las cargas en reposo. Se ha visto que hay dos clases de carga en la naturaleza. Si un objeto tiene un exceso de electrones se dice que está cargado negativamente; si tiene una deficiencia de electrones se dice que está cargado positivamente. La ley de coulomb se introdujo para proporcionar una medida cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre esas cargas.

Interacción entre cargas; ley de Coulomb

Si se carga por frotamiento una barra de vidrio o de ebonita, parte de la carga se puede transferir a otro objeto, como por ejemplo a una pelota de médula, por el contacto físico. Con este procedimiento, se puede demostrar que:  

• Las cargas de igual signo se repelen entre sí.
• Las cargas de destino signo se atraen entre sí.

La relación matemática que controla la interacción entre las cargas de signos iguales y opuestos fue enunciada por Charles Coulomb. El midio la magnitud de las fuerzas como función de la distancia entre las cargas y la magnitud de dichas cargas. Coulomb llego a la conclusión de que la magnitud de la fuerza entre dos cargas en el aire es proporcional al producto de las dos caras e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

Líneas del campo eléctrico

La representación gráfica exacta de un campo eléctrico se hace dibujando un vector de longitud y dirección adecuadas en cada uno de los puntos del espacio.

Una visualización mucho más sencilla se obtiene dibujando un grupo de líneas que están bajo el dominio de las siguientes condiciones:

1. Las líneas se dirigen de modo que en cualquiera de sus puntos, la tangente a una recta quede en la dirección del campo eléctrico en ese punto. Las líneas apuntan alejándose de las cargas positivas y acercándose a las negativas.
2.  El  número de líneas que emergen o terminan en una carga es proporcional a la magnitud de la carga.

Las siguientes reglas son útiles para dibujar un modelo de campo:

1. Toda línea de campo debe originarse en una carga positiva y terminar en una carga negativa.
2. Un corolario de lo anterior es que en una región sin cargas, las líneas de campo deben ser continuas.
3. Inmediatamente junto a una carga puntual, las líneas de fuerza se dirigen radialmente.
4. Las líneas de fuerza no se intersectan en una región sin cargas.

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-Campos eléctricos-

Un campo es una función o conjunto de funciones que representan, por ejemplo, cada componente de un vector que asocia una cantidad física dada con cada punto en el espacio. En electrostática, el campo eléctrico se define como un vector que representa la fuerza electrostática por unidad de carga que experimenta una carga de prueba que se coloque  en cualquier punto deseado de observación, evaluada en el límite conforme la magnitud de la carga de prueba tiende a cero.

La utilidad del campo eléctrico se deriva de su acción como intermediario en la transmisión de las fuerzas eléctricas desde uno o más cuerpos cargados, a otros. En consecuencia, un conjunto dado de cargas puede actuar como fuente de un campo eléctrico.

Una de las leyes más útiles e importantes en electricidad se conoce como Ley de Gauss, la que no es un principio independiente, sino que se puede demostrar que es una consecuencia de la ley de Coulomb. A si como se demuestra en el enunciado a continuación:

El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga q contenida dentro de la superficie, dividida por la constante ε0.

-Campo magnético-

Es la región del espacio que rodea a una carga eléctrica en movimiento. En un determinado punto del espacio existe un campo magnético siempre que al pasar por el una carga eléctrica con una velocidad dada sufra la acción de una fuerza que no sea ni electrostática ni gravitatoria.

Su magnitud se determina mediante la fuerza que experimentara una carga unitaria en una localización dada; su dirección es la misma que la fuerza en una carga positiva en ese punto.

-Inducción magnética-

Es un vector que representa el modulo, dirección y sentido del campo magnético en un punto. También se denomina densidad de flujo.

Hay ciertos tipos de campos eléctricos:

1. Campo magnético creado por una corriente.-  

Para investigar los efectos que tiene al observar la fuerza magnética que ejerce sobre una carga que pasa por el campo. Al estudiar estos efectos es útil imaginare un tubo de iones positivos. El tubo permite inyectar un ion positivo de carga y velocidad constantes en el campo de densidad de flujo magnético.

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