Post on 20-Sep-2018
TEMA 3 – ELECTROSTÁTICA
- Carga eléctrica -
Isidro González Caballero
(gonzalezisidro@uniovi.es)
Temario 2
1. Introducción
Carga eléctrica
Experimentos de carga por frotamiento
Estructura de la materia. Conservación y cuantización de
la carga
Conductores y aislantes
Introducción 3
Nuestra vida depende indudablemente de la electricidad
Modo de transporte de energía, motores, etc...
Responsable de formar átomos y moléculas
Eléctrico electrum (latín) griego ἤλεκτρον (ámbar)
Cuando se frotaba ámbar atraía pequeños objetos (plumas, pajitas,...)
Electrostática: Estudio de las cargas electricas en reposo
La carga eléctrica 4
Lana,
Piel...
PVC Tras frotar las dos barras de
plástico con lana, al
acercarlas se repelen
La carga eléctrica 5
Seda
Cristal
Tras frotar las dos barras de
cristal con seda, al
acercarlas se repelen
La carga eléctrica 6
Lana,
Piel...
PVC
Tras frotar la barra de plástico
con piel y la de cristal con
seda, si las acercamos, éstas
se atraen.
Seda
La carga eléctrica 7
Si repetimos el experimento aparecen dos grandes grupos
Objetos dentro del mismo grupo se repelen
Objetos dentro de distinto grupo se atraen
Benjamin Franklin (s. XVIII) propuso que todos los objetos tenían una cantidad determinada de electricidad
Cuando se frotan dos objetos uno adquiere parte de la carga del otro Carga positiva
El otro se queda con un deficit de carga Carga negativa
La carga eléctrica 8
Triboelectricidad: Vidrio frotado con seda se carga positivamente
PVC frotado con lana se carga negativamente
Cargas opuestas
se atraen Cargas iguales se
repelen
Estructura de la materia 9
Los átomos son neutros
Electrones con carga negativa
Protones con carga positiva
Neutrones sin carga (neutros
Protones y neutrones están compuestos de quarks con carga ±1/3 y ±2/3
El núcleo es 4-5 ordenes de magnitud más pequeño que el átomo
El espacio átomo está esencialmente vacío
La atracción eléctrica entre los protones y los electrones mantiene el átomo estable
Estructura de la materia 10
Átomo neutro
nelectrones = nprotones
Ion positivo
nelectrones < nprotones
Ion negativo
nelectrones > nprotones
Conservación de la carga 11
La carga eléctrica no puede ser creada ni destruida,
únicamente transferida
Por ejemplo al frotar dos objetos
Se puede concluir a partir del modelo de Franklin
La suma algebraica de todas las cargas de un
sistema cerrado es constante
Se deduce a partir del modelo átomico y las propiedades
de las partículas fundamentales
En el SI la unidad de carga es el culombio (C)
Cuantización de la carga 12
La carga eléctrica, como la masa, es una propiedad
fundamental de las partículas materiales
La interaccion electromagnética define las propiedades de
átomos, moléculas, ...
La carga está cuantizada qe=1.6 10-19 C
Cualquier carga, Q, es un múltiplo de qe
Q=Nqe (donde N es un número entero)
Conductores y aislantes 13
Un conductor permite el movimiento
de cargas por él
La mayoría de los metales son buenos
conductores
En un aislante los electrones están muy
ligados a los átomos
La mayoría de los no-metales son
aislantes
Los semiconductores tienen
propiedades intermedias
Conductores y aislantes 14
Carga por
inducción de un
conductor
Se acerca una
varilla cargada a un
conductor neutro
Se conecta el
extremo contrario a
tierra
Se desconecta de tierra
y queda cargado con la
carga contraria a la
varilla
Símbolo
de tierra
1º
3º
2º