FORMAS DE ELECTRIZACIÓN

Cuando un cuerpo cargado eléctricamente se pone en contacto con otro inicialmente neutro, puede transmitirle sus propiedades eléctricas. Este tipo de electrización denominada por contacto se caracteriza porque es permanente y se produce tras un reparto de carga eléctrica que se efectúa en una proporción que depende de la geometría de los cuerpos y de su composición. Existe, no obstante, la posibilidad de electrizar un cuerpo neutro mediante otro cargado sin ponerlo en contacto con él. Se trata, en este caso, de una electrización a distancia o por inducción o influencia. Si el cuerpo cargado lo está positivamente la parte del cuerpo neutro más próximo se cargará con electricidad negativa y la opuesta con electricidad positiva. La formación de estas dos regiones o polos de características eléctricas opuestas hace que a la electrización por influencia se la denomine también polarización eléctrica. A diferencia de la anterior este tipo de electrización es transitoria y dura mientras el cuerpo cargado se mantenga suficientemente próximo al neutro. Finalmente, un cuerpo puede ser electrizado por frotamiento con otro cuerpo, como aprecio Tales de Mileto en el siglo sexto antes de Cristo.

Electrización por frotamiento

La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base de observaciones sencillas.

Electrización por contacto

La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente

sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.

Electrización por inducción

La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

LA UNIDAD FUNDAMENTAL DE CARGA ES PRECISAMENTE LA CARGA D EL ELECTRÓN.

 Como en el elemento vidrio se pierden electrones, queda un desequilibrio a favor del

núcleo positivo y en la piel que lo frota se produce un incremento de electrones provenientes del vidrio, por lo que queda un desequilibrio que lo deja cargado negativamente. Dado que la cantidad de electrones ganados por la piel es igual a los perdidos por el

vidrio, la cantidad total de electrones en el sistema vidrio-piel, permaneció invariable. Simplemente fueron distribuidos en forma diferente precisamente esto es la base del PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CARGA 

Electroscopio

 Para estudiar si un cuerpo está cargado se utiliza un instrumento llamado

ELECTROSCOPIO conformado generalmente por dos láminas de oro o de aluminio, colocadas en el interior de una campana de vidrio. Ambas láminas se ponen en contacto con una esfera exterior metálica. El electroscopio puede además ser calibrado al ser cargado por cargas conocidas y

graficar la carga en función del ángulo de divergencia de la láminas del mismo.

 Cómo identificar el tipo de carga con el electroscopio:1. Se carga el electroscopio tocando la esfera metálica exterior con el vidrio

previamente frotado. En este caso ambas láminas por tener la misma carga se separan.2. Se toca el electroscopio con otro cuerpo cargado, si las láminas se cierran y

posteriormente se vuelven a abrir la carga del nuevo cuerpo era negativa (opuesta a la del vidrio) y si en lugar de cerrarse se abren más la carga era positiva (del mismo tipo que la del vidrio).

Formas de Electrización

FROTAMIENTO Al frotar dos cuerpos uno con el otro, ambos se electrizan uno positiva y el otro

negativamente, las cargas no se crean ni se destruyen, sino que solamente se trasladan de un cuerpo a otro o de un lugar a otro en el interior de un cuerpo dado. (Principio de conservación de la carga).El elemento mal conductor es el que adquiere carga positiva. Los elementos buenos

conductores reciben con facilidad los electrones, por ello se cargan negativamente.Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática, incluso

algunas personas son más sensibles a las mismas. Algunos automovilistas sienten sus efectos al cerrar la puerta de su automóvil (al tocar la chapa del mismo) en especial en las zonas mas filosas.Creamos electricidad estática, cuando frotamos una lapicera con nuestra ropa y

comprobamos la capacidad que tiene de atraer pequeños trozos de papel. Lo mismo suceder cuando frotamos vidrio con seda o ámbar con lana.Las distintas sustancias se clasifican en cuanto a su carácter de más o menos positivo

dando lugar a la llamada serie triboeléctrica que precisa da un orden de prelación. 

INDUCCION

  a)

b)

 c)

  a) El cuerpo redondo tiene carga positiva y el rectangular es neutro (igualdad de

cargas positivas y negativas) siendo ambos cuerpos conductores.  b) Si aproximamos  ambos cuerpos se observará que se produce un reordenamiento de

las cargas en el cuerpo neutro.   c) Si al cuerpo rectangular lo partimos al medio nos quedarían dos trozos, el de la

izquierda cargado negativa y el de la derecha positivamente.Como se indica en el dibujo adjunto.Si en lugar de partir al medio el cuerpo rectangular, lo realizamos una conexión a

tierra, el cuerpo quedará cargado negativamente. CONTACTOEn los esquemas adjuntos se muestra el proceso de carga de un cuerpo por el

procedimiento de contacto.1)

El cuerpo redondo tiene carga positiva y el rectangular carga neutra. 3)

      

Cuando ponemos ambos cuerpos en contacto la cargas tienden a neutralizarse es decir las cargas negativas del cuerpo rectangular se dirigen hacia el cuerpo cargado positivamente.2)    

Acercamos el cuerpo cargado al cuerpo de carga neutra. 4) 

 Cuando nuevamente separamos los cuerpos nos encontramos con que el cuerpo

redondo tiene carga positiva, pero algo menor dado que existe una cierta compensación con la carga negativa transferida en el contacto y el cuerpo rectangular al perder carga negativa adquiere carga positiva.Observación Por inducción se provoca carga opuesta al cuerpo que la induce y por contacto se obtiene la misma carga en ambos cuerpos.

Conductores y aisladores

Los cuerpos se pueden clasificar en dos grupos:a) los que conducen la electricidad (conductores) y b) los que no la conducen (aisladores o dieléctricos).

Dentro de los conductores podemos clasificar en: 

1) Primera Clase son conductores electrónicos, conducen cargas eléctricas sin sufrir alteraciones (metales en general).2) Segunda Clase o electrostáticos en los que se produce un desprendimiento de sustancia al paso de la carga eléctrica (electrólisis, con soluciones salinas, ácidas o alcalinas).

Dentro de los aisladores podemos tener los cristales, aceite, vidrio, porcelana, caucho, goma, bakelita, etc.

Entre los buenos y los malos conductores se encuentran los semiconductores (como el germanio y el silicio) que dan lugar a interesantes elementos de usos en electrónica, como son los transistores, diodos, y posteriormente la unión de muchos de ellos formando los circuitos integrados.

Experiencia de Millikan

Esta experiencia verifica y determina la existencia de la carga elemental y tiene como base fundamental el buscar el valor de la carga elemental.

Toma dos superficies planas A y B cargadas una positiva y la otra negativamente. Entre ambas se deja caer una gota de aceite que se larga desde un pulverizador (esta gota se carga por fricción en el pulverizador). La gota se encuentra sometida a dos fuerzas, la eléctrica y el peso.

La carga de las placas puede ser regulada de modo que el equilibrio se logre igualando la fuerza eléctrica con el peso. La gota así queda en equilibrio por lo que igualando los módulos de ambas fuerzas se puede calcular la carga del elemento gota. 

Haciendo muchas mediciones de carga, se ve que todas son múltiplo de un número y de allí se determina la carga mínima que es la de un electrón es e-=1.6x10-19 C.

CONCLUSIÓN: 

      Existe una carga elemental de electricidad que se halla presente en los cuerpos en un número entero de veces y no es otra que la carga del electrón.

FROTAMIENTO

Los cuerpos electrizados por frotamiento producen pequeñas chispas eléctricas, como sucede cuando después de caminar por una alfombra se toca un objeto metálico o a otra persona, o bien al quitarse el suéter o un traje de lana. Otro ejemplo de electrización por frotamiento es cuando el cabello se peina con vigor pierde algunos electrones, adquiriendo entonces carga positiva; mientras tanto el peine gana dichos electrones y su carga final es negativa. Si el cuarto es oscuro las chispas se verán además de oírse. Estos fenómenos se presentan en climas secos o cuando el aire está seco, ya que las cargas electrostáticas se escapan si el aire está húmedo.

CONTACTO

Este fenómeno de electrización se origina cuando un cuerpo saturado de electrones cede algunos a otro cuerpo con el cual tiene contacto. Pero si un cuerpo carente de electrones o con carga positiva, se une con otro, atraerá parte de los electrones de dicho cuerpo.

INDUCCION

Esta forma de electrización se presenta cuando un cuerpo se carga eléctricamente al acercarse a otro ya electrizado. Por ejemplo una barra de plástico cargada al acercarse a un trozo de papel en estado neutro o descargado. A medida que la barra se aproxima, rechaza los electrones del papel hasta el lado más alejado del átomo. Así pues, la capa superficial del papel más próxima a la barra cargada, tiene el lado positivo de los átomos, mientras la superficie más alejada tiene el lado negativo. Como la superficie positiva del papel está más cerca a la barra que la superficie negativa, la fuerza de repulsión es menor a la de atracción y la barra cargada atrae el pedazo de papel.