Electrostática

OBJETIVOSAl término de la unidad, usted deberá:1. Comprender las propiedades de la carga

eléctrica.

2. Comprender la importancia de la electricidad en la vida moderna.

3. Reconocer los procedimientos para cargar un cuerpo.

3

Conceptos clave Protón Neutrón. Electrón. Núcleo. Corteza. Atracción y repulsión. Fricción. Contacto. Inducción.

Polarización. Conexión a Tierra Electroscopio.

4

CARGA ELECTRICA Propiedad fundamental de la materia,

presente en partículas subatómicas. Se expresa en una unidad llamada Coulomb (C).

Esta propiedad se manifiesta mediante fuerzas a distancia, denominadas fuerzas electrostáticas.

ESTRUCTURA ATOMICA

Protones (+)

Neutrones

Electrones ( - )

Núcleo

Corteza

¿CUÁNDO UN CUERPO ESTÁ ELÉCTRICAMENTE CARGADO?

Un cuerpo está cargado eléctricamente Negativo: si tiene un exceso de electrones. Positivo: si tiene un déficit de electrones.

Se dice que un cuerpo está neutro, cuando tiene igual cantidad de protones que de electrones.

¿CÓMO SE CONSIGUE QUE UN CUERPO SE ELECTRICE?

Si por algún mecanismo se logra que los electrones libres de un cuerpo neutro pasen a otro, también neutro, un cuerpo perderá electrones (se electriza positivamente) y el otro ganará electrones (se electriza negativamente).

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE

Un cuerpo sólo puede recibir o ceder cantidades de carga determinadas por números enteros de electrones.

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE

Las cargas del mismo signo se repelen, mientras que las de distinto signo se atraen.

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE

La cantidad de carga eléctrica se conserva.

QA + QB = qA + qB

QA

QB

qA

qB

11

Ejemplo Nº 1Al poner en contacto un conductor A de carga QA = + 10 C con otro conductor idéntico B de QB = -6 C y luego separarlos, siempre se cumple que:

I. QA + QB = qA + qBII. qA y qB son positivasIII. qA = + 2 C ; qB = - 2C

Es (son) verdadera(s) A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) I, II y III

Análisis

D

ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTOApplet

Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto signo.

La transferencia de electrones se produce sólo entre materiales distintos.

ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO

Al poner en contacto un cuerpo neutro con otro electrizado, se produce transferencia de electrones. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de igual signo.

POLARIZACIÓN

Se dice que un cuerpo tiene la carga eléctrica polarizada cuando la carga negativa está en un extremo y en el otro está la carga positiva. Se produce por el desplazamiento de los electrones.

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN

Al acercar un cuerpo cargado (inductor) a uno neutro (inducido), se produce en éste una polarización. Si se conecta el cuerpo a tierra, se produce transferencia de electrones, quedando el cuerpo inducido electrizado con carga de diferente signo al inductor.

PÉNDULO ELÉCTRICO

Al acercar un cuerpo cargado eléctricamente a un péndulo cuyo estado de carga es neutro, el cuerpo polariza al péndulo, produciendo atracción entre ambos cuerpos. Instrumentos tales como el péndulo eléctrico, que permiten acusar el estado eléctrico de los cuerpos se llaman Electroscopios.

ELECTROSCOPIO DE HOJUELAS

Consta fundamentalmente de una esfera metálica unida a un extremo de un vástago también metálico, en cuyo extremo se adosan dos finísimas laminillas metálicas.

Electrizando la esfera por contacto con un cuerpo en estado eléctrico (cargado), éste es transmitido por el vástago metálico a las hojuelas, las que entonces se separan porque adquieren estado eléctrico de la misma clase.

Ejemplo Nº 2 Un cuerpo está cargado negativamente cuando tiene

I. cierto número de electrones libres.II. déficit de electrones.III. exceso de electrones.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I Y III

toConocimien

C

Ejemplo Nº 3 Se tiene un electroscopio cargado negativamente, producto

de lo cual se produce una pequeña separación de las hojas. Si ahora se aproxima una esfera con carga negativa a la esfera metálica del electroscopio, como muestra la figura, se espera que las hojas del electroscopio

I. se separen aún más.II. se acerquen.III. permanezcan igual.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) No se puede determinar.E) Ninguna de ellas.

Análisis

A

Ejemplo Nº 4Una barra aislante P, electrizada positivamente, se coloca en las proximidades de una barra metálica B (fija), no electrizada. La esfera conductora E, también descargada, está suspendida por un hilo aislante, próxima al otro extremo de la barra. Se puede afirmar que

I. la barra B se polariza.II. la esfera E se polariza.III. la barra B y la esfera E se atraen.A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) I, II y III Análisis

E

Ejemplo Nº 5Al poner en contacto dos cuerpos, uno cargado

positivamente y otro neutro, se espera que

A) ambos cuerpos queden cargados positivamente.B) un cuerpo quede positivo y el otro negativo.C) ambos cuerpos queden cargados negativamente.D) ambos queden neutros.E) que los cuerpos mantengan su estado eléctrico.

toConocimien

A

¿QUÉ APRENDÍ? Las propiedades de la carga eléctrica. La importancia de la electricidad en la

vida moderna. Los procedimientos para cargar un

cuerpo. Los factores que determinan la fuerza

eléctrica.

SÍNTESIS DE LA CLASE

Cargas eléctricasCargas eléctricas

Hay de dos tiposHay de dos tipos

PositivasPositivas

NegativasNegativas

Un cuerpo lasUn cuerpo las adquiere poradquiere por

FrotamientoFrotamiento

InducciónInducción

ContactoContacto

Producida porProducida porElectricidadElectricidad

24

Actividad. Resolver en el cuaderno guía de ejercicios.