UNAM

Cargas eléctricas

600 a. C.

Tales de Mileto

1672

Otto von Guernicke

1600

William Gilbert

1745

Botella de Leyden

1752

Benjamín Franklin

1776

Charles Coulomb

1800

Pila galvánica

1827

George Simon Ohm
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Equilibrio eléctrico Desequilibrio eléctrico Fuerzas Conclusiones Experimenta

Equilibrio eléctrico

La condición para que un cuerpo esté en equilibrio eléctrico, es que:
X

Si un cuerpo conserva la misma cantidad de cargas positivas quiere decir que no varió la estructura de los núcleos de los átomos que lo forman, pero puede ser que pierda electrones, por lo que no necesariamente está en equilibrio eléctrico.

X

Un conductor de energía permite el paso de electrones a través de él, ya sea reacomodándolos o cediéndolos a otro material. Por lo tanto, no siempre está en equilibrio eléctrico.

X
¡Bien!

Los objetos están formados por átomos que tienen el mismo número de cargas positivas y de cargas negativas. Si no se ejerce una acción sobre ellos, se encuentran en equilibrio eléctrico y la suma de sus cargas es igual a cero. Por lo general las cargas están distribuidas de manera uniforme. Selecciona la opción de mostrar cargas para que veas la distribución inicial.

Desequilibrio eléctrico

¿Qué pasa con las cargas eléctricas de los diferentes materiales cuando los frotas entre sí?
X

Las cargas nunca se pierden. Se pueden transferir de un material a otro, o reacomodar de diferente manera dentro del material en el que están, pero nunca desaparecen.

X
¡Bien!

Puede haber un desequilibrio eléctrico cuando se agregan o se quitan electrones a un objeto al frotarlo. Éste queda cargado eléctricamente, es decir, queda con una mayor carga negativa o positiva. Los neutrones y los protones no se desplazan en este proceso ya que están unidos firmemente al núcleo. Frota los objetos contra el chaleco y observa la diferencia de carga.

X

El número de cargas positivas en un material no varía. Recuerda que está dado por el número de protones que, como están fuertemente unidos al núcleo, no se transfieren de un material a otro. El desequilibrio se da por la pérdida de electrones.

Fuerzas

¿Por qué a veces los objetos cargados tienden a unirse y otras veces tienden a separarse?
X

Pues no. Las fuerzas eléctricas no tienen nada que ver con la gravedad ni con la fricción.

X
¡Bien!

Cuando se acercan dos objetos cargados eléctricamente se produce una fuerza de atracción o de repulsión entre ellos. Con ayuda del péndulo descubre en qué caso la fuerza es de atracción y en qué caso es de repulsión.

Experimenta

  • Frota la esfera azul en el chaleco.
  • Frota la esfera amarilla en el chaleco y acércala a la esfera azul.
  • Frota la regla contra el chaleco y llévala al papel.
  • Acerca la regla a las esferas.
  • Enciende y apaga la opción de ignorar el chaleco y observa la diferencia.
X
  • Chaleco de lana.
  • Esferas de poliestireno.
  • Regla de plástico.
  • Pedacitos de papel.
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Conclusiones
  • El átomo es la unidad más pequeña que puede tener la materia y está compuesta principalmente por tres partículas subatómicas: los protones, los neutrones y los electrones.
  • Los cuerpos se encuentran en equilibrio al tener la misma cantidad de protones y electrones, pero se puede producir un desequilibrio al obtener o liberar electrones. Los cuerpos quedan cargados eléctricamente.
  • Al acercar cuerpos cargados eléctricamente, las cargas del mismo signo se repelerán y las cargas de diferente signo se atraerán.

Puedes realizar más experimentos para observar qué sucede con otros cuerpos, por ejemplo con el agua. Para realizarlo frota en el suéter de lana un globo o un tubo de PVC y acércalo a un delgado chorro de agua y observa lo que sucede.

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Referencias
  • Cetto, A. M. et al. (1984) El mundo de la Física.(116-120) México: Trillas.
  • Hewitt, P. (1995) Física conceptual. (412-415) México: Pearson Addison-Wesley . Dirección electronica: http://unam.libri.mx/libro.php?libroId=156
  • Serway, R.A. & Faughn, J. S (2007) Física para bachillerato general. V. 2. México : Thomson.