Marco Teorico

FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

MARCO TEÓRICO.
PRACTICA 1.
Nombre:
FREDDY ABAD

Fecha de entrega:
Martes, 29 de marzo de 2016

Tema:
CARGA ELECTRICA.
ELECTRIZACION POR INDUCCION.
ELECTRIZACION POR FROTAMIENTO.
ELECTRIZACION POR CONDUCCION.









UNIVERSIDAD DE CUENCA

FACULTAD DE INGENIERÍA







PRACTICA N° 1.
MARCO TEORICO.


CARGA ELÉCTRICA
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia. Esta es una propiedad física intrínseca que está asociado con partículas que constituyen el átomo. Esta se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas.
Esta propiedad física intrínseca es exclusiva de algunas partículas subatómicas, que se manifiestan a través de las fuerzas de atracción y repulsión entre estas partículas, por mediación de campos electromagnéticos. La carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones (partículas portadoras de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, los espectros electromagnéticos, etc.)
Una característica principal de esta propiedad física es que en cualquier proceso físico la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las caras positivas y negativas no aria en el tiempo.
Esta propiedad de la carga eléctrica se describe en el "Principio de conservación de la carga" el cual establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, el cual afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva. Esto significa que en un proceso de electrización, el número total de electrones y protones no cambia, solo existe una separación de las cargas eléctricas. Pueden aparecer cargas eléctricas en lugares donde no existía pero al final la carga total siempre será constante, esta conservación es local que ocurre en cualquier región del espacio por diminuta que sea.
Una propiedad más de la carga eléctrica es que es un invariante relativista, se define como que los observadores, sin importar su estado de movimiento y su velocidad, podrán siempre medir la misma cantidad de carga. Esto indica que un cuerpo o partícula al moverse a velocidades comparables con la velocidad de la luz, el valor de su carga no variara, (el valor de la carga no varía según la velocidad al que se mueve) a diferencia del espacio, tiempo la energía o el momento lineal.

ELECTRIZACION
La Electrización se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.
Para electrizar un cuerpo se puede utilizar el método de electrización por frotamiento, por contacto o por inducción, para estos métodos de electrización se debe recordar el principio de conservación de la carga, en el que se define que no existe destrucción ni creación de carga eléctrica, además de las leyes de la electrostática:
Ley Cualitativa: "Las cargas eléctricas de la misma naturaleza se repelan y las de naturaleza diferente se atraen."
Ley Cuantitativa (Ley de Coulomb) "Las fuerzas que se ejercen entre dos cargas eléctricas son directamente proporcional a los valores de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa".

ELECTRIZACION POR FRICCION.
La carga por fricción se debe al contacto entre los materiales y la cantidad de carga transferida dependiendo de la naturaleza de los materiales implicados en el contacto.
Un ejemplo de la carga por fricción, es la de una barra de caucho duro que se frota contra la piel, esta adquirirá una carga neta negativa. Al frotar una barra de vidrio con un poco de tela de seda, esta adquirirá carga neta positiva.
Otro ejemplo de electrización por fricción es el contacto de la piel humana con un objeto metálico, como una perilla de una puerta, después de arrastrar los pies en una alfombra en un día seco, conforme la piel humana se acerca a la perilla metálica, la perilla se carga positivamente y atrae los electrones de la piel humana. Conforme se desplazan, chocan con los átomos del aire y los excitan, emitiendo luz conforme pierde excitación (energía), esta luz se ve como una chispa de un mini relámpago.

ELECTRIZACION POR CONDUCCION (O CONTACTO).
La "Conducción" se refiere al flujo de carga durante el corto periodo en que los electrones son transferidos. Para la electrización por contacto el cuerpo conductor es puesto en contacto con otro cuya carga no es nula. Aquel cuerpo que presente un exceso relativo de electrones los transferirá al otro. Al finalizar la transferencia los dos cuerpos quedan con carga de igual signo.
Un ejemplo es al utilizar un electroscopio, para saber el signo de carga si al electroscopio se le da primero un tipo conocido de carga (neta), por ejemplo los electrones se pueden transferirse al electroscopio desde un objeto negativamente cargado. Los electrones en la varilla se repelen entre sí, y algunos serán transferidos hacia el electroscopio, si la hoja está permanentemente separada de la pieza de metal, en este caso se dice que el electroscopio se ha cargado por contacto/conducción. Si después de esto una varilla cargada negativamente se acerca al electroscopio, ahora con carga negativa, la hoja se separara aún más, conforme más electrones son repelidos por el bullo. Una varilla con carga contraria (positiva) causara que la hoja se colapse al atraer algunos electrones al bulbo y alejarlos del área de la hoja.


ELECTRIZACION POR INDUCCION.
Para la electrización por inducción el cuerpo inductor es aproximado a un conductor neutro, los electrones de este último se desplazan de tal manera que se alejan o acercan al cuerpo cargado, de esta forma el conductor queda inducido.
Un ejemplo para tener cargado positivamente un electroscopio totalmente descargado, empieza colocando un dedo en el bulbo del electroscopio, esto lo pone a tierra el electroscopio (al poner a tierra el electroscopio se ofrece una trayectoria por la cual los electrones pueden escapar de bulbo). Entonces cuando una barra carga negativamente se acerca al bulbo, sin tocarlo, la barra repele electrones de bulbo al dedo y hacia abajo a tierra, se retira el dedo mientras la barra cargada se mantiene cerca, deja el electroscopio con una carga neta positiva, este se debe a que cuando se retire a barra, los electrones que viajan a la Tierra o tienen manera de regresar porque ha desaparecido el camino para ello.
Esto se puede hacer con materiales como el: cobre, plata, aluminio, oro entre otros.

BIBLIOGRAFIA.
WILSON D. JERRY, BUFFA J. ANTHONY, BO LOU. Física Edición Abreviada Sexta Edición Pearson Education.
SEARS ZEMANSKY, YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria con Física Moderna Volumen 2 Decimosegunda Edición, Pearson Education.
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ANTON JUAN LUIS, BARRIO JAVIER. Física Química 3° ESO.
OHANIAN HANS, MARKETT JOHN. Física para ingeniería y ciencias. McGraw Hill Company.