LEY DE COULOMB

Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

 

El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q’ y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·10⁹ Nm²/C².

CHARLES COULOMB

(Angulema, Francia, 1736-París, 1806) Físico francés. Su celebridad se basa sobre todo en que enunció la ley física que lleva su nombre (ley de Coulomb), que establece que la fuerza existente entre dos cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Las fuerzas de Coulomb son unas de las más importantes que intervienen en las reacciones atómicas.



¿QUE ES UN DINAMÓMETRO?, ¿PARA QUE SIRVE?

El dinamómetro es un instrumento que se emplea para medir fuerzas, esa es su definición más sencilla, los dinamómetros tienen muchos usos, se emplean en la física y también de forma casera.

Ha sido inventado por el científico Isaac Newton, también reconocido por su disco y tantos otros descubrimientos.
El dinamómetro al ser diseñado para medir fuerzas, puede también ser comparado con las básculas o a una romana. Este aparato basa su funcionamiento prácticamente en la Ley de Hooke debido a un resorte y la forma en la que a este se le aplica la fuerza.

¿PARA QUE SIRVE UN DINAMÓMETRO?

-Pues bien, un dinamómetro sirve para medir fuerzas o, en su defecto, para pesar objetos. Sin embargo, y a pesar de que estas dos mediciones que realiza el dinamómetro se pueden utilizar con otros instrumentos, hay que decir en su favor que las medidas que se consiguen con este invento son enormemente precisas.

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CARGA

En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva.

En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea.

Al igual que las otras leyes de conservación, la conservación de la carga eléctrica está asociada a una simetría del lagrangiano, llamada en física cuántica invariancia gauge. Así por el teorema de Noether a cada simetría del lagrangiano asociada a un grupo uniparamétrico de transformaciones que dejan el lagrangiano invariante le corresponde una magnitud conservada.

La conservación de la carga implica, al igual que la conservación de la masa, que en cada punto del espacio se satisface una ecuación de continuidad que relaciona la derivada de la densidad de carga eléctrica con la divergencia del vector densidad de corriente eléctrica, dicha ecuación expresa que el cambio neto en la densidad de carga  dentro de un volumen prefijado  es igual a la integral de la densidad de corriente eléctrica  sobre la superficie  que encierra el volumen, que a su vez es igual a la intensidad de corriente eléctrica :

Detectores de cuerpos electrizados

Detectores de cuerpos electrizados

 

 

 El péndulo eléctrico:

 Aparato compuesto por una esfera de médula de sauco, de corcho o cualquier sustancia liviana que cuelga de un hilo de seda. Para averiguar si un cuerpo está cargado, basta acercarlo a la esfera que será atraída por los cuerpos que están electrizados. Sin embargo es imposible determinar su signo.

El electroscopio y electrómero:

Es un aparato que permite detectar la presencia de una carga eléctrica; se basa en la acción recíproca de las cargas eléctricas. 

El más simple consiste en una botella cuyo tapón de goma es atravesado por una varilla metálica que termina en dos láminas de papel aluminio y en el otro extremo termina en una esfera metálica.

Al tocar la esfera con un cuerpo cargado, las láminas se cargan con electricidad del mismo tipo (misma carga) y se separan. Para descargar el electroscopio basta tocar la esfera con la mano puesto que se usa al cuerpo como canal a con la tierra.

Si a un electroscopio cargado positivamente se le acerca (sin tocarlo) otro cuerpo cargado positivamente, las láminas se separan más (acción de cargas del mismo signo), y si se acerca un cuerpo negativamente, estas se juntan.

El electrómero no es más que un electroscopio calibrado.

Métodos de electrificación

Métodos de electrificación

 a)Electrificación por Frotación

• Si se frotan dos cuerpos inicialmente neutros, ocurrira un intercambio de electrones.

• Se aplico la ley de conservación de carga.

   

   

   

   

  b)Electrificación por efecto termoiónico

  • A altas temperaturas carga + al cuerpo y se liberan cargas - al ambiente.

  c)Electrificación por efecto fotoeléctrico

  o influencia eléctrica

  • La ionización se produce por la luz que "golpeando" una superficie, puede provocar emisión de cargas - que pueden servir como energía eléctrica.

    
    

    
    

    
    

    
    

    d)Electrificación por piezoeléctrico

    • Cristales que adquieren carga eléctrica cuando se comprimen, retuercen o distorcionan.

    • Si se depositan cargas opuestas sobre las caras del cristal, este se contraerá o dilatará.

    • Se utiliza en la grabación y producción de sonido.

    

     

     

    e)Electrificación por contacto

    

    • Se produce cuando dos conductores se tocan, uno cargado y otro neutro.

    
    

    
    

    
    

    f)Electrificación por inducción

    

    
    

    
    

Tipos de Materiales II NO conductores y SEMICONDUCTORES

Tipos de Materiales II  NO conductores y SEMICONDUCTORES

Características NO conductores:

•  No todos los materiales aislantes pueden ser dieléctricos.

• Todo dieléctrico es aislante o no conductor.

• Un dieléctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa su campo de ruptura.

• Todo dieléctrico posee una capacitancia (uF) especifica.

• Las cargas del dieléctrico bajo la acción de fuerzas eléctricas, se desplazan un poco o varia su orientación.

   

   

   

Semiconductores: 

• 

  • Comportamiento variable (como conductor o No conductor)en función de diversas condiciones como temperatura, presión y entre otros.

  • Son muy usados en la electrónica por su comportamiento en función de la condición a la que está sometido el material.

Tipos de Materiales I Conductores

Tipos de Materiales I Conductores

Características:

Primera Clase

• Conducen directamente el flujo de electrones.

Segunda Clase

• Se compone por iones + y - que permiten la corriente eléctrica.

• Se convierten en otras sustancias al pasar por corriente eléctrica.

Principios de electrostática

Principios de electrostática

1. Carga eléctrica: En un sistema aislado eléctricamente, la suma algebraica en Q+ y q- es constante.

   
   

2. Flujo de electrones:Los electrones se desplazan y mueven por donde hay un deficit de ellos. Todo cuerpo tiene un equilibrio eléctrico.

   
   

3. Atracción y Repulsión: (cargas puntuales)

 + con  + = Repulsión

 -   con   - = Repulsión

+     con  - = Atracción 

Carga eléctrica

Carga eléctrica

• Propiedad transferible de la materia.
• Magnitud de naturaleza escalar que puede ser + o -
• Los protones están considerados como carga +
• Los electrones tienen carga - y son los que se transfieren a otros átomos generando una interacción eléctrica entre ellos.

Ejemplo átomo neutro

Un átomo es electricamente neutro si el N° de protones (+) y electrones (-) son iguales.

Ejemplo de átomo ionizado

La carga eléctrica está en función del N° de electrones que hay en un átomo
1-Ión Anión= exeso de electrones respecto al N° de protones
(Carga -).

2-Ión Catión= Menor N°electrones respecto al N°protones
(Carga+).