Física · Unidad 1 · Tema 1

Carga y electrización

Todo está hecho de cargas. Un cuerpo se electriza cuando gana o pierde electrones, y hay tres maneras de lograrlo.

¿De dónde sale la electricidad?

Los átomos tienen protones (+) en el núcleo y electrones (−) alrededor. Normalmente hay la misma cantidad de los dos: el cuerpo es neutro.

Gana electrones
queda negativo (−)
Pierde electrones
queda positivo (+)
★ Clave
Lo único que se mueve de un cuerpo a otro son los electrones. Los protones nunca salen del núcleo.

La unidad de carga

La carga se mide en coulomb (C). La carga de un electrón es la más pequeña que existe:

ee=1,6×10−19 C= 1{,}6\times10^{-19}\ \text{C}qq=n⋅e= n\cdot e
PrefijoVale
mili (mC)10−310^{-3}
micro (μC)10−610^{-6}
nano (nC)10−910^{-9}
pico (pC)10−1210^{-12}
Ver ejemplo · de carga a número de electrones

¿Cuántos electrones forman una carga de 1 C1\ \text{C}?

  1. Fórmula
    nn=qe= \frac{q}{e}=11,6×10−19= \frac{1}{1{,}6\times10^{-19}}

Tres formas de electrizar

3
Frotamiento · contacto · inducción
Frotamiento: al frotar dos materiales, uno le pasa electrones al otro. Quedan con cargas iguales y contrarias.
Contacto: un cuerpo cargado toca a otro y comparte su carga. Quedan con el mismo signo.
Inducción: se acerca un cuerpo cargado sin tocar; las cargas del otro se separan. Si se conecta a tierra, queda con signo contrario.

Si dos esferas metálicas iguales se tocan, se reparten la carga total en partes iguales:

qfinalq_{\text{final}}=q1+q22= \frac{q_1 + q_2}{2}
Ver ejemplo · contacto entre dos esferas

Se tocan dos esferas iguales de −8 μC-8\ \mu\text{C} y +2 μC+2\ \mu\text{C}.

  1. Total
    −8+2=−6 μC-8 + 2 = -6\ \mu\text{C}
=
Conservación de la carga
La carga total antes y después siempre es la misma. Solo cambia de lugar.
A ver, rápido
Un globo frotado con tu pelo se pega a la pared sin tocarla antes. ¿Cómo se electrizó la pared?

Conductores y aislantes

Conductores
Los electrones se mueven fácil: metales, agua con sal, el cuerpo humano.
Aislantes
Los electrones casi no se mueven: plástico, vidrio, goma, madera seca.
Semiconductores
A veces conducen y a veces no: silicio, germanio. Con ellos se hacen los chips.
Superconductores
Resistencia cero, pero solo a temperaturas muy bajas.
A ver, rápido
Al tocar dos esferas iguales de +5 μC+5\ \mu\text{C} y −1 μC-1\ \mu\text{C}, ¿qué carga queda en cada una?
Ley de Coulomb →
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