ELECTRICIDAD:
o
Electrización de los cuerpos.
§ Tales se dio
cuenta que el ámbar luego de haber sido frotado con piel de animal, adquiría
una propiedad de atraer cuerpos ligeros.
§ Luego Gilbert,
sabiendo que el ámbar en griego corresponde a elektron,
comenzó a utilizar el término “eléctrico” para referirse a todo cuerpo que se
comportara como el ámbar.
§ En estos
tiempos, sabemos que todas las sustancias se pueden comportar de manera similar
al ámbar. (ejemplo: papelitos y regla)
o
Carga eléctrica.
§ Al realizar
experimentos con varios cuerpos electrizados, encontramos que existen dos
grupos:
·
El primer grupo está constituido por aquellos que están
electrizado positivamente y que se repelen entre sí.
·
En el segundo grupo también se repelen entre sí, pero se atraen con los del grupo anterior y
se dice que están electrizados negativamente.
·
Conclusión: cargas iguales se repelen y cargas opuestas de
atraen.
o
Conservación de la carga eléctrica.
§ En un átomo neutro la cantidad de protones y
electrones es la misma, es decir las cargas se compensan.
§ Cuando se dice
que un cuerpo tiene carga positiva, es porque tiene más protones que
electrones, y cuando se dice que tiene carga negativa es porque tiene más
electrones que protones.
§ Todo cuerpo
está formado por átomos, por lo que está formado por protones y electrones.
§ Es importante
notar que cuando se electriza un cuerpo no se crean ni se destruyen electrones, sólo
pasan de un material a otro. Es decir, la carga se conserva.
§ Todo objeto que
tiene carga eléctrica tiene exceso o falta de alguna cantidad entera de
electrones, es decir, los electrones no pueden dividirse en fracciones, por lo
que la carga es granular. Nunca se han apreciado unidades más pequeñas de
carga. La carga de un electrón es igual a la del protón pero con signo distinto
y es de – 1,6 x 10 -19 C. En resumen, todos los objetos cargados tienen una carga de magnitud igual
a un múltiplo entero de la carga de un solo electrón.
o
Cuando frotamos dos cuerpos, como la regla con la chomba,
uno de ellos queda cargado positivamente dado que pierde electrones y el otro
queda cargado negativamente ya que gana electrones.
o
El átomo que ejerza menor fuerza sobre sus electrones los
perderá. Es por esto que un cuerpo podrá electrizarse positiva o negativamente
dependiendo del cuerpo con el cual se frote.
o
Una pequeña tabla en donde las sustancias van a quedar
positivas si se frotan con las que siguen y negativas si se frotan con las que
las anteceden.
§ Plexiglás
§ Vidrio
§ Marfil
§ Lana
§ Madera
§ Papel
§ Seda
§ Azufre
Ejercicios (Física General con Experimentos Sencillos, Máximo y Alvarenga)
1. Dos hojas de un mismo tipo de papel son frotadas
entre sí. ¿Quedarán electrizadas? ¿Y si frotamos dos barras hechas de un mismo
tipo de plástico? Explique.
2. Considerando una barra de goma (o caucho) electrizada negativamente al ser frotada con lana, responda:
a. ¿El
trozo de lana quedo electrizado?
b. ¿Cuál
es el signo de carga en la tela de lana?
c. ¿Cuál
de los dos cuerpos recibió electrones?
d. ¿Cuál
de los dos cuerpos quedo con exceso de protones?
3. En el proceso de electrización al frotar una
barra de vidrio con seda, el vidrio adquiere carga positiva y la seda carga
negativa. El número de electrones en exceso de la seda (cantidad de carga en
esta), ¿es mayor, menor o igual al número de protones en exceso en el vidrio (cantidad
de carga en el vidrio)?
4.
Un pedazo de marfil se frota con una hoja de
papel.
a. ¿Cuál
será el signo de la carga eléctrica que adquiere cada uno?
b. ¿Cuál
de ellos perdió electrones?
5. Una barra de plexiglás (acrílico) es frotada con
un pedazo de lana y a un terrón de azufre que se le frota con una hoja de papel,
diga si la barra de plexiglás atraerá o repelerá.
a. Hoja
de papel
b. Al
terrón de azufre.
o
Conductores y aisladores (aislantes)
§ Los Conductores en sus átomos tienen
electrones en las capas más lejanas que no permanecen unidos a sus respectivos
átomos, y adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estos se
denominan electrones libres.
· Mediante estos electrones libres el posible que la carga
sea transportada por medio de ellos y decimos que esta sustancia es un
conductor.
· Los mejores conductores son los METALES.
§ Los dieléctricos o aislantes son aquellos en
donde los electrones están más ligados al núcleo, por lo que se dificultará el desplazamiento de las cargas a través de ellos.
· Ejemplos de estos son el Vidrio, el plástico, el papel, la porcelana, la madera, entre otros.
§ Un cuerpo electrizado conectado mediante un conductor a tierra tenderá a su estado neutro.
§ En climas
húmedos los cuerpos se descargan fácilmente debido a que la humedad vuelve
conductor al aire.
Ejercicios (Física General con Experimentos Sencillos, Máximo y Alvarenga)
1.
Se sabe que el cuerpo humano es capaz de
conducir las cargas eléctricas. Explique, entonces, por qué una persona con una
barra metálica en sus manos no consigue electrizarla por frotamiento.
2.
Un bus en movimiento adquiere carga eléctrica debido
al roce con el aire.
a.
Si el ambiente del lugar es seco, ¿el bus
permanecerá electrizado? Explique.
b.
Al agarrase de un bus para subir en él, una
persona “recibirá un choque” ¿por qué?
c.
Este hecho no es común en climas húmedos ¿por
qué?
3.
Para evitar la formación de chispas eléctricas,
los camiones que transportan gasolina suelen traer arrastrando por el suelo una
cadena metálica. Explique por qué.
4.
En las industrias de textiles o de papel, estos
materiales se encuentran en constante frote con las piezas de las maquinas de producción.
Para evitar incendios, el aire ambiental es humedecido continuamente. ¿A qué se
debe este procedimiento?
