Electricidad - ciencia y tecnologia.

« forma, las varillas adquieren cargas del mismo signo.

Si se cuelga una varilla de un hilo de forma que pueda girar y se le acerca laotra, la primera gira alejándose de la segunda, lo que demuestra que las cargas se repelen.

Si las dos varillas tuvieran cargas designo opuesto, la primera se acercaría a la segunda, puesto que las cargas de distinto signo se atraen.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. El primer fenómeno eléctrico artificial que se observó fue la propiedad que presentan algunas sustancias resinosas como el ámbar, que adquieren una carga negativa al serfrotadas con una piel o un trapo de lana, tras lo cual atraen objetos pequeños.

Un cuerpo así tiene un exceso de electrones.

Una varilla de vidrio frotada con seda tiene unacapacidad similar para atraer objetos no cargados, y atrae los cuerpos cargados negativamente con una fuerza aún mayor.

El vidrio tiene una carga positiva, que puededescribirse como un defecto de electrones o un exceso de protones. Cuando algunos átomos se combinan para formar sólidos, frecuentemente quedan libres uno o más electrones, que pueden moverse con facilidad a través del material.

Enalgunos materiales, llamados conductores, ciertos electrones se liberan fácilmente.

Los metales, en particular el cobre y la plata, son buenos conductores. Los materiales en los que los electrones están fuertemente ligados a los átomos se conocen como aislantes, no conductores o dieléctricos.

Algunos ejemplos son el vidrio, lagoma o la madera seca. Existe un tercer tipo de materiales en los que un número relativamente pequeño de electrones puede liberarse de sus átomos de forma que dejan un ‘hueco’ en el lugar delelectrón.

El hueco, que representa la ausencia de un electrón negativo, se comporta como si fuera una unidad de carga positiva.

Un campo eléctrico hace que tanto loselectrones negativos como los huecos positivos se desplacen a través del material, con lo que se produce una corriente eléctrica.

Generalmente, un sólido de este tipo,denominado semiconductor, tiene una resistencia mayor al paso de corriente que un conductor como el cobre, pero menor que un aislante como el vidrio.

Si la mayoría dela corriente es transportada por los electrones negativos, se dice que es un semiconductor de tipo n.

Si la mayoría de la corriente corresponde a los huecos positivos, se dice que es de tipo p. Si un material fuera un conductor perfecto, las cargas circularían por él sin ninguna resistencia; por su parte, un aislante perfecto no permitiría que se movieran las cargaspor él.

No se conoce ninguna sustancia que presente alguno de estos comportamientos extremos a temperatura ambiente.

A esta temperatura, los mejores conductoresofrecen una resistencia muy baja (pero no nula) al paso de la corriente y los mejores aislantes ofrecen una resistencia alta (pero no infinita).

Sin embargo, la mayoría de losmetales pierden toda su resistencia a temperaturas próximas al cero absoluto; este fenómeno se conoce como superconductividad. 2.2 Cargas eléctricas Figura 1: electroscopio (esquema)El electroscopio se emplea para detectar la presencia de cargas eléctricas, para determinar el signo de las mismas y para medir eindicar su magnitud.

Este dibujo esquemático muestra las partes básicas del dispositivo: (a) y (a_) son láminas metálicas delgadascolgadas de un soporte metálico (b); (c) es un recipiente de vidrio, y (d) es una bola que recoge las cargas eléctricas.

Las cargas(positivas o negativas) se conducen hasta las láminas a través del soporte metálico.

Como las cargas iguales se repelen, las láminasse separan.

La cantidad de carga se calcula midiendo la distancia entre las láminas.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. El electroscopio es un instrumento cualitativo empleado para demostrar la presencia de cargas eléctricas.

En la figura 1 se muestra el instrumento tal como lo utilizó porprimera vez el físico y químico británico Michael Faraday.

El electroscopio está compuesto por dos láminas de metal muy finas ( a, a_ ) colgadas de un soporte metálico ( b) en el interior de un recipiente de vidrio u otro material no conductor ( c).

Una esfera ( d) recoge las cargas eléctricas del cuerpo cargado que se quiere observar; las cargas, positivas o negativas, pasan a través del soporte metálico y llegan a ambas láminas.

Al ser iguales, las cargas se repelen y las láminas se separan.

La distancia entre éstasdepende de la cantidad de carga. Pueden utilizarse tres métodos para cargar eléctricamente un objeto: 1) contacto con otro objeto de distinto material (como por ejemplo, ámbar y piel) seguido porseparación; 2) contacto con otro cuerpo cargado; 3) inducción. Figura 2: carga eléctrica inducidaEstos tres objetos muestran la forma en que las cargas eléctricas afectan a conductores y no conductores.

Una varilla negativamentecargada (A) afecta a la distribución de cargas de un conductor (B) y un no conductor (C) cercanos.

En los lados de B y C máspróximos a A se induce una carga positiva, mientras que en los lados más alejados aparece una carga negativa.

En el conductor (B),la separación de la carga afecta a todo el objeto, porque los electrones pueden moverse libremente.

En el no conductor (C), laseparación se limita a la distribución de los electrones dentro de cada átomo.

El efecto se nota más si el no conductor está cerca delobjeto cargado.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. El efecto de las cargas eléctricas sobre conductores y no conductores se muestra en la figura 2.

Un cuerpo cargado negativamente, A, está situado entre un conductor neutro, B, y un no conductor neutro, C.

Los electrones libres del conductor son repelidos hacia la zona del conductor alejada de A, mientras que las cargas positivas se ven atraídas hacia la zona próxima.

El cuerpo B en su conjunto es atraído hacia A, porque la atracción de las cargas distintas más próximas entre sí es mayor que la repulsión de las cargas iguales más separadas (las fuerzas entre las cargas eléctricas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre las cargas).

En el no conductor,C, los electrones no pueden moverse libremente, pero los átomos o moléculas del mismo se reorientan de forma que sus electrones constituyentes estén lo más lejosposible de A; el no conductor también es atraído por A, pero en menor medida que el conductor.. »