CARGA ELCTRICA

Objetivos:

Identifica y explica correctamente diferentes fenmenos debido a la propiedad de carga elctrica de la materia. Aplica las leyes de la electrosttica en la resolucin de problemas reales. Valora crticamente el aporte cientfico y tecnolgico del conocimiento en su vida diaria

Departamento de CienciasCARGA ELCTRICA All por ao 600 A.C, los griegos descubrieron que al frotar el mbar con un trozo de lana, el mbar atraa a otros objetos, pero en la actualidad al hacer este experimento decimos que el mbar a adquirido una carga elctrica neta, o simplemente se ha cargado, as como este ejemplo existen un sin nmero de casos como: al pasar un peine por su cabello seco, este se carga elctricamente y atrae a pequeos papeles. La carga elctrica es una propiedad intrnseca de la materia y que se presenta de dos tipos: cargas positivas y cargas negativas. Cuando las cargas del mismo tipo se encuentran, se repelen (a) y (b) y cuando son diferentes se atraen (c). Positivas (+), protones Negativas (-), electrones elctricamente un cuerpo por friccin o frotamiento, el otro cuerpo que participa de ese proceso queda cargado tambin, pero con la carga de naturaleza distinta. Por otro lado la carga elctrica es un invariante relativista lo que indica que para todos los observadores, independientemente de su estado de movimiento con respecto a la partcula cargada, el valor medido de la carga ser el mismo. B. La naturaleza de la carga elctrica: la positiva y la negativa, conocindose las situaciones posibles sobre que partculas cargadas con cargas de igual naturaleza se repelen y las cargas con naturaleza distinta se atraen. C. Tiene un carcter discreto, no existe valor menor que el de la carga del electrn o la del protn y todos los cuerpos tendrn una carga que es igual a un nmero entero de una de esas unidades de forma que si se trata de un nmero entero de la carga del electrn, sera que en cuerpo est cargado negativamente y en caso que se trate de un nmero entero de cargas del protn el cuerpo estara cargado positivamente. Formas de cargar un cuerpo A.-Carga por friccin Aqu se transfieren electrones por la friccin del contacto de un material con el otro. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el tomo varia de una sustancia a otra. Por ejemplo los electrones son retenidos con mayor fuerza en el caucho que en la piel de gato y si se frota una barra de aquel material contra la piel de un gato, se transfieren los electrones de este al caucho. Por consiguiente la barra queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. A su vez, la piel queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. Si se frota una barra de vidrio o plstico contra un trozo de seda, se desplaza electrones de la barra hacia la seda.

La carga elctrica mide cuantos electrones le sobran o le faltan a un cuerpo, si le faltan decimos que tiene carga positiva y si le sobran decimos que tiene carga negativa. En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga elctrica se denomina coulomb (smbolo C), un coulomb corresponde a 6,24 1018 electrones y la carga del electrn es -1.6 x10-19 culombios. La electrizacin de un cuerpo se consigue extrayendo del mismo las cargas de un signo y dejando en l las de signo contrario. En tal caso, el cuerpo adquiere una carga elctrica, ya sea positiva o negativa.

Propiedades de las cargas elctricas A. La carga elctrica se conserva ya que no puede ser ni creada ni destruida. Esto indica que cuando, por ejemplo se carga B.-Carga por contacto En muchos casos se puede transferir electrones de un material a otro por simple contacto.

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Departamento de CienciasLa mayora de los compuestos inorgnicos y algunos de los orgnicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros lquidos; es decir, sus molculas se disocian en especies qumicas cargadas positiva y negativamente Si se coloca un par de electrodos en una disolucin de un electrolito (compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolucin se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en tomos neutros o molculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado. Conservacin de la carga Como se comento anteriormente los protones y los electrones tienen carga elctrica, as que si hablamos de un tomo neutro, este tiene la misma cantidad de electrones y protones, es decir que la carga positiva total compensa la carga total negativa. El tomo tiene una carga positiva de mas (1 protn) respecto a la carga negativa (los electrones) y decimos que est cargado negativamente. Un tomo con carga recibe el nombre de ion, si la raga es positiva (perdi electrones) ser un ion positivo, en cambio si es carga negativa (gano electrones) entonces ser u ion negativo. Esto se puede resumir en: Todo objeto cuyo nmero de electrones sea distinto al de protones tiene carga elctrica. Si tiene ms electrones que protones, la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva. Por tanto los electrones no se crean ni se destruyen, sino que simplemente se transfieren de un material a otro, es decir la carga se conserva El hombre encuentra a Dios detrs de cada puerta que la ciencia logra abrir

En la figura se representa un electroscopio descargado (en estado neutro). Al acercarle una varilla cargada positivamente tal como se indica en b), los electrones del electroscopio son atrados hacia su esferita por la carga positiva de la varilla con lo cual se produce en las laminillas, un dficit de electrones, es decir se cargan positivamente, producindose de esta manera la separacin de las laminillas. Si ahora se toca la esferilla con la varilla los electrones atrados hacia la esferilla pasarn a la varilla donde neutralizarn algunas cargas positivas de ellas tal como se indica en c). Finalmente al retirar la varilla el electroscopio quedar cargado positivamente por haber perdido electrones; en cambio la varilla quedar con menos carga positiva que al principio (a). C.-Carga por induccin Cuando un campo elctrico es acercado a un cuerpo neutro, este adquiere una carga del mismo signo que la del campo elctrico; si se mantiene el campo elctrico cerca del cuerpo llegara un momento en que estos se rechacen, pues ambos tendrn carga elctrica del mismo signo.

D.-Carga por el efecto fotoelctrico Es un efecto de formacin y liberacin de partculas elctricamente cargadas que se produce en la materia cuando es irradiada con luz u otra radiacin electromagntica. En el efecto fotoelctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metlico al absorber energa de la luz que incide sobre dicha superficie. Este efecto se emplea en la clula fotoelctrica, donde los electrones liberados por un polo de la clula, el fotoctodo, se mueven hacia el otro polo, el nodo, bajo la influencia de un campo elctrico. E.-Carga por electrolisis

A. Einstein

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SEMINARIO DE PROBLEMAS

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Departamento de CienciasLa carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae a los electrones de la superficie de un segundo objeto. 12. Cmo se produce una carga por friccin? En la carga por friccion se transfiere gran cantidad de electornes porque la friccion aumenta el contacto de un material con otro. NIVEL II:

NIVEL I:

1. Cul es la unidad elemental de carga elctrica?El coulomb

2. que es la electricidad estatica? O electrostticase encarga de estudiar los fenomenos elctricos producidos por cargas elctricas en reposo.

3.

La electricidad esttica es un fenmeno que se debe a una acumulacin de cargas elctricas en un objeto. Esta acumulacin puede dar lugar a una descarga elctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

13. Qu significa que la carga se conserva? Quenose crea ni se destruye solo se tranfiere de un cuerpo a otro.

4. Cul es la diferencia entre un ion negativo y union positivo? Ion positivo pierde un electron , ion negativo gana un electron

14. Por qu la fuerza de gravedad, es ms dbil,predomina sobre las fuerzas elctricas en los objetos astronmicos? Por la aculumacion de masa que produce presin ie los objetos astronmicos de gran massa tiene presiones tan grades que todo acaba compriiendose 15. Por qu predomina las fuerzas elctricas entre los tomos que estn muy prximos entre si?

5. Cmo se define la unidad de carga elctrica enel sistema MKS? En amperios

6. Algunos de los electrones libres de un buenconductor (como el cobre) se mueven muy rpidamente a velocidades de 1000000m/s Por qu no abandonan por completo esos electrones el conductor

16. Cul es la diferencia entre un buen conductor yun buen aislante? Un buen conductor es aquel que puesto en contacto con otro cuarpo cargado de electricidad , la trasnmite a todos los puntos de su superficie.debido a que sus eelectrones externos puedesn edesplazarse libremente. Por elcontrario un buen aislante es un material con escasa conductividad. 17. Qu es un rayo y como se da en la naturaleza? El rayo es una poderosa descarga electrosttica natural producida durante una tormenta elctrica;La descarga elctrica precipitada del rayo es acompaada por la emisin de luz (el relmpago), causada por el paso de corriente elctrica que ioniza las molculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente elctrica) que pasa a travs de la atmsfera calienta y expande rpidamente el aire, produciendo el ruido caracterstico del rayo; es decir, el trueno. Los rayos se encuentran en Estado plasmtico. Generalmente, los rayos son producidos por partculas positivas por la tierra y negativas a partir de nubes de desarrollo vertical llamadascumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas

7. Qu tiene ms masa: un protn o un electrn?Los electrones tienen masa pequea respecto al proton 8. Los electrones libres de un metal tienen masa y por tanto, pesan, y son atrados gravitacionalmente hacia la tierra. porque entonces no se depositan todos en el fondo del conductor, como lo hace el sedimento en el fondo de un ro?

9. Las fuerzas gravitacionales dependen de lapropiedad que llamamos masa Qu propiedad comparable subyace a las fuerzas elctricas?

10. Cul es la diferencia entre protones y electronesen cuanto a carga? Bueno por que el proton tiene carga positiva y se encuentra en el nucleo, el electron tiene carga negativa y se encuentra en los orbitales. En cuanto a cual tiene mayor masa es el protn con una masa de 1,6726 10-27 kg aproximademente 1.836 veces la del electrn la cual es de 9.11 1031 kg 11. Cmpo se produce una carga inducida?

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Departamento de Cienciaspositivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relmpago o rayo aislada. La esfera A toca a la B y , en seguida, es tirada hacia arriba , con velocidad constante tambin . Cuando A pasa por el punto M , la traccin en el hilo es T1 , en el descenso, y T2 , en el ascenso. Se puede afirmar que T1