TEMA :"LA ELECTROSTÁTICA"

A continuación un mapa conceptual de la electrostática

El electroscopio:

Es un aparato que nos sirve para detectar la existencia de electricidad en un objeto. Este nos permite saber qué clase de carga posee (positiva o negativa). Costa de dos hojas de metal unidas a una varilla metálica que posteriormente termina en una bola también metálica y cerradas en un recipiente de vidrio.

Cuando se toca la bola del electroscopio con un cuerpo cargado negativamente, las hojas adquieren cargas negativas y si se repelan. Si después acercas determinado cuerpo cargado positivamente, las hojas, por el contrario, se ajuntan o "se atraen".

El primer electroscopio fue creado por el médico

Inglés William Gilbert para realizar sus experimentos con cargas electrostáticas. Actualmente este instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando paso a mejores instrumentos electrónicos.

William Gilbert, el “padre” de la electricidad.

http://eigualmc2.wordpress.com/2008/04/17/william-gilbert-el-padre-de-la-electricidad/

Fue uno de los primeros filósofos naturales de la era moderna en realizar experimentos con la electrostática y el magnetismo, realizando para tal fin incontables experimentos que describía con todo lujo de detalles en su obra. Definió el término de fuerza eléctrica como el fenómeno de atracción que se producía al frotar ciertas sustancias. A través de sus experiencias clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio.

Descubrió la imantación por influencia, y observó que la imantación del hierro se pierde cuando se calienta al rojo. Estudió la inclinación de una aguja magnética concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán. El científico que recibe el crédito de ser primer padre de la electricidad y magnetismo fue el inglés William Gilbert, que fue un físico y hombre sabio en la corte de la reina Elizabeth

(Siglo XVI). Antes de él, todo lo que se sabía de la electricidad y el magnetismo era lo que conocían los antiguos, que la magnetita poseía propiedades magnéticas y que el ámbar y el azabache, cuando

Se frotaban, atraían pequeños pedazos de papel u otras sustancias de gravedad específica leve.

En los siguientes vídeos podrás ver explicaciones sobre el magnetismo, y hablan del aporte que hizo William Gilbert en la física.

Historia del " Magnetismo " Parte 1 de 2

Historia del " Magnetismo " 2 parte

En 1733, el físico francés Charles du fay (1698-1793) estudio las interacciones repulsivas de la electricidad.

¿Qué es la electricidad?

La electricidad es una forma de energía. Energía es poder... el poder de hacer, de hacer por ejemplo que las cosas se muevan y de hacer que las cosas funcionen. Para entender qué es la electricidad debemos comenzar con los átomos. Los átomos son pequeñas partículas que son muy difíciles de ver, y son los elementos con los que está hecho todo a nuestro alrededor.
Un átomo está compuesto por protones, electrones y neutrones. El centro de un átomo, al cual se llama “núcleo”, tiene al menos un protón.
Alrededor del núcleo viajan los electrones (en igual cantidad que los protones) a gran velocidad.
Los protones y electrones tienen una propiedad llamada carga, la de los protones es de signo positivo y la de los electrones es de signo negativo. Los neutrones no tienen carga. Los protones y electrones se atraen entre sí porque tienen cargas de distinto signo. En cambio las partículas que tienen cargas del mismo signo se repelen.
La fuerza que actúa entre ellos es la fuerza eléctrica.

Tipos de electricidad:

Si se aplica una diferencia de potencial eléctrico suficientemente grande (usualmente llamado voltaje) se genera una fuerza que puede empujar a los electrones de un átomo a otro. Este movimiento de electrones se llama corriente eléctrica.

Esto es lo que ocurre en un trozo de alambre que se conecta a los extremos de una pila. Los electrones pasan de un átomo a otro creando la corriente eléctrica.

Hay corrientes eléctricas de dos tipos: la corriente continua y la corriente alterna.

En la corriente continua los electrones se mueven siempre en la misma dirección. Este es el tipo de corriente eléctrica que se obtiene de una pila, como las que se usan en una linterna.

En la corriente alterna, como su nombre lo indica, los electrones van primero para un lado y luego en dirección contraria, y así siempre. Este es el tipo de corriente eléctrica que obtenemos en la red eléctrica de nuestras casas y con la que hacemos funcionar la heladera, el televisor, etc.

http://morety.blogspot.es/1224245880/

Como anteriormente vimos en el mapa conceptual que existen dos

Clases de electricidad: positiva y negativa. Partiendo de esta afirmación aceptamos que en la actualidad existen dos tipos de carga positiva y negativa, y que las cargas del mismo signo se repelan, mientras tanto las del signo contrario se atraen. A partir de la diferencia de los dos tipos de carga, (podemos establecer también una diferencia de materiales, esto sería según su comportamiento ante las cargas.

Benjamín franklin (1706-1790)

Propuso que no había más que un fluido eléctrico al cual llamó. El exceso de dicho fluido, originaba electrización positiva y su deficiencia, electrización negativa.

En el aniversario del billete

De cien dólares

Estadounidense está el retrato de Benjamín Franklin, connotado político, científico e inventor estadounidense, personaje importante y destacable de la historia americana.

Inducción eléctrica:

Si acercamos un cuerpo electrizado a otro NEUTRO,

Este adquiere, por influencia o inducción del primero,

Una doble carga. En la zona más próxima al contacto

Con el cuerpo cargado. (Al que se le denomina inductor)

Al cuerpo neutro que (llamaremos inducido) adquiere carga del signo contrario, mientras que en la zona más alejada adquiere carga del mismo signo.

El fenómeno de inducción puede observarse con un dispositivo como el representado.se trata de un conductor cilíndrico del que cuelga pares de pequeñas esferas a modo de "péndulos."

El fenómeno de la inducción explica la atracción de cuerpos pequeños por cuerpos electrizados que ya observaba el señor Thales de miletus.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material081/index.html

La unidad de carga: En principio parece lógico pensar en la carga del electrón como unidad de carga eléctrica. Pero la unidad de carga se definió antes de que se descubriera el electrón; además la carga del el electrón es muy pequeño y daría lugar a valores de carga muy elevados.

La unidad de carga en el SISTEMA INTERNACIONAL es el colombio ( C ), esta unidad es derivada del amperio.

Ley de Coulomb: Durante mucho tiempo el estudio de la electricidad fue puramente cualitativo (tiene que ver con sus aspectos por ejemplo el color, la forma, grande, mediano, chico...)

Sin embargo, debido al estudio de la fuerza introducida por

Newton, surgió la necesidad de buscar una descripción cuantitativa (tiene más precisión se mide numéricamente, utiliza una escala numérica como los metros, gramos, grados... de fenómeno.

La ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.

Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos.

Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio.

La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario".

a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática);

Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido.

b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido

Contrario: Fq₁ → q₂ = −Fq₂ → q₁ ;

Esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q₁y q₂ ejerce sobre la otra separadas por una distancia r y se expresa en forma de ecuación como:

k es una constante conocida como constante Coulomb y las barras denotan valor absoluto.

F es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del signo que aparezca (en función de que las cargas sean positivas o negativas).

Nota:

- Si las cargas son de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción

- Si las cargas son del mismo signo (– y – ó + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que indica repulsión.

En el gráfico vemos que, independiente del signo que ellas posean, las fuerzas se ejercen siempre en la misma dirección (paralela a la línea que representa r), tienen siempre igual módulo o valor (q₁ x q₂ = q₂ x q₁) y siempre se ejercen en sentido contrario entre ellas.

Recordemos que la unidad por carga eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el Coulomb.

c) hasta donde sabemos la ley de Coulomb es válida desde distancias de muchos kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y electrones en un átomo.

Ejercicio de aplicación a la Ley de Coulomb

Documental de http://co.tuhistory.com/home.html

Para empezar hablar del campo magnético es importante que mires estos 3 vídeos en el cual nos explican muy bien: que es como funciona y que consecuencia nos puede traer...

El Universo - Tormentas Magnéticas [1 de 3]

El Universo - Tormentas Magnéticas [2 de 3]

El Universo - Tormentas Magnéticas [3 de 3]

El campo magnético

Es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad v,

Sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

Donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza resultante será

El nombre de campo magnético o intensidad del campo

Magnético se aplica a dos magnitudes:

§ La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.

§ La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.

MAGNETISMO

Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo.

Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe₃O₄) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado.

En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural.

La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.

Imantar un material es ordenar sus imanes atómicos.

En la figura derecha se observa en primer lugar un material sin imantar y debajo un material imantado.

El magnetismo es producido por imanes naturales o artificiales. Además de su capacidad de atraer metales, tienen la propiedad de polaridad. Los imanes tienen dos polos magnéticos diferentes llamados Norte o Sur. Si enfrentamos los polos Sur de dos imanes estos se repelen, y si enfrentamos el polo sur de uno, con el polo norte de otro se atraen.

La imantación se transmite a distancia y por contacto directo. La región del espacio que rodea a un imán y en la que se manifiesta las fuerzas magnéticas se llama campo magnético.

Las líneas del campo magnético revelan la forma del campo. Las líneas de campo magnético emergen de un polo, rodean el imán y penetran por el otro polo.