FUERZA ELECTRICA
Es la fuerza entre dos cargas depende del valor de
las cargas y de las distancia que las separa.
La fuerza entre dos
cargas se calcula como:
q1, q2 = Valor de
las cargas 1 y 2
d = Distancia de
separación entre las cargas
Fe = Fuerza
eléctrica
Dirección de
la fuerza eléctrica
Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de
la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas.
Sentido de la
fuerza eléctrica
El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es
de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas
son de signo contrario.
Fuerzas
originadas por varias cargas sobre otra
Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la
fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada
fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen
todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace la composición de
fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.
Conductores
Aislantes
Los materiales presentan distintos comportamientos
ante el movimiento de cargas eléctricas.
Conductores: Los elementos conductores tienen
facilidad para permitir el movimiento de cargas y sus átomos se caracterizan
por tener muchos electrones libres y aceptarlos o cederlos con facilidad, por
lo tanto son materiales que conducen la electricidad.
Aisladores: Los aisladores son materiales que
presentan cierta dificultad al paso de la electricidad y al movimiento de
cargas. Tienen mayor dificultad para ceder o aceptar electrones. En una u otra
medida todo material conduce la electricidad, pero los aisladores lo hacen con
mucha mayor dificultad que los elementos conductores.
Carga por
Fricción
Es el método de carga en el que se transfieren
electrones de un material a otro, porque se rozan o friccionan. En la carga por
fricción se transfiere gran cantidad de electrones porque la fricción aumenta
el contacto de un material con el otro. Los electrones más internos de un átomo
están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, pero los más externos de
muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad.
La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una
sustancia a otra. Por ejemplo los electrones son retenidos con mayor fuerza en
la resina que en la lana, y si se frota una torta de resina con un tejido de
lana bien seco, se transfieren los electrones de la lana a la resina. Por
consiguiente la torta de resina queda con un exceso de electrones y se carga
negativamente. A su vez, el tejido de lana queda con una deficiencia de
electrones y adquiere una carga positiva. Los átomos con deficiencia de
electrones son iones, iones positivos porque, al perder electrones (que tienen
carga negativa), su carga neta resulta positiva.
Carga por
Inducción
Cuando un cuerpo con carga eléctrica se aproxima a
otro neutro causando una redistribución, en las cargas de éste último, debido a
la repulsión generada por las cargas del material cargado.
Para completar el proceso de carga por inducción se
debe conectar brevemente el objeto a "tierra" y luego retirar el
cuerpo cargado.
Se puede cargar un cuerpo por un procedimiento
sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material
aislante, cargada. Considérese una esfera conductora no cargada, suspendida de
un hilo aislante. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones
de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el
lado lejano de ésta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente
y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la
varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquélla y la
propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla.
Vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las
esfera como un todo sea cero. La carga por inducción no se restringe a los
conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales.
El campo
Eléctrico
Existe cuando existe una carga y representa el
vínculo entre ésta y otra carga al momento de determinar la interacción entre
ambas y las fuerzas ejercidas. Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se
representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo
eléctrico es radial y
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente
eléctrica es el galvanómetro que,
calibrado en amperios, se llama amperímetro,
colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.
Un material conductor posee gran
cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad
a través del mismo. Los electrones libres, aunque existen en el material, no se
puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado.
Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga
neta se transporta desde ese lugar a otro en dicha región. Supongamos que la
carga se mueve a través de un alambre. Si la carga q se
transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en un tiempo t, entonces
la intensidad de corriente I, a través
del alambre es:
Una característica de los electrones libres es que, incluso sin
aplicarles un campo eléctrico desde afuera, se mueven a través del objeto de
forma aleatoria debido a la energía calórica. En el caso de que no hayan
aplicado ningún campo eléctrico, cumplen con la regla de que la media de estos
movimientos aleatorios dentro del objeto es igual a cero. Esto es: dado un
plano irreal trazado a través del objeto, si sumamos las cargas (electrones)
que atraviesan dicho plano en un sentido, y sustraemos las cargas que lo
recorren en sentido inverso, estas cantidades se anulan.
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que
la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico
cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al
polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz. 
En
un circuito eléctrico cerrado la.corriente circula siempre del polo.negativo al
polo positivo de la.fuente de fuerza electromotriz
Quizás
hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de
circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea,
del polo positivo al negativo de la fuente. Ese planteamiento tiene su origen
en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la
época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la
corriente eléctrica por los metales, los físicos desconocían la existencia de
los electrones o cargas negativas.
Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal
componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas
eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven
del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que
"cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al
desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la
comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se
movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar
lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese “error
histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica
se refiere.
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