Cuestionario 1: Electrostática
Introducción a la Electricidad
Los primeros científicos que estudiaron la electricidad por frotamiento fueron: Tales de Mileto, filósofo griego (siglo VI a.c), fue el primero en estudiar el comportamiento de una resina fósil, el ámbar (en griego, elektron). En estos trabajos pudo descubrir que al frotar vigorosamente una barra de ámbar con un trozo de piel de macho cabrío, la adquiría la propiedad de atraer partículas de pasto seco. Siglos después, William Gilbert (1544-1603) comenzó el estudio metódico de estos efectos, denominados elektron, de donde derivó el nombre de electricidad. Sus experiencias demostraron que además del ámbar se electrizan materiales como lacre, madera, vidrio, etc., adquiriendo la propiedad de atraer objetos muy livianos (plumas, cabellos, pelusas).
Electrostática
La electrostática: es la electricidad que se produce en estos casos, no circula por todo el cuerpo, sino que queda retenida y en reposo en la zona frotada, por lo cual se llama electricidad estática o electrostática.
Tipos de Electricidad
Du Fay sostenía que hay dos clases de electricidad: una del vidrio, que denominó vítrea, y otra de la resina, a la que llamó resinosa. Luego Benjamin Franklin llamó a la electricidad «vítrea», electricidad positiva (+), y la «resinosa», electricidad negativa (-). Entonces, cuando se acercan dos cuerpos cargados de electricidad, sucede lo siguiente:
- Cargas eléctricas de distinto signo se atraen.
- Cargas de igual signo se repelen.
Serie Triboeléctrica
¿Qué es la serie triboeléctrica? La electricidad estática obtenida por frotamiento entre los cuerpos se suele denominar triboelectricidad. La serie triboeléctrica es un listado de materiales ordenados de acuerdo con su tendencia a dar electrones. Los materiales de arriba de la tabla ceden electrones con facilidad, adquiriendo carga positiva, y los otros adquieren cargas negativas.
Materiales Aislantes y Conductores
Aislantes
En materiales aisladores: la electricidad se manifiesta en los puntos frotados, los electrones no pueden desplazarse a través de ellos; no permiten el paso de la electricidad. Plástico, vidrio, goma, madera seca, etc.
Conductores
Conductores: permiten que los electrones se muevan con facilidad a través de ellos. Estos materiales permiten la circulación de electricidad, ej: los metales.
Semiconductores
Semiconductores: sustancias no metálicas que en condiciones ordinarias son malos conductores, pero al aumentarse la temperatura tienen gran conductividad.
Superconductores
Superconductores: conducen la electricidad sin resistencia cuando se enfrían a temperaturas próximas al 0 absoluto.
Electroscopio
Electroscopio: es un instrumento simple, consiste en una varilla metálica aislada; abajo tiene dos hojuelas metálicas muy delgadas y arriba una esfera o placa metálica. El conjunto está montado en un recipiente de vidrio o de otro material aislante y transparente.
Métodos de Electrización
Por Frotamiento
Un cuerpo se puede electrizar por frotamiento, por contacto o por inducción electrostática. Por frotamiento: se frota un cuerpo contra otro. Los electrones de uno son transferidos al otro, provocando un desequilibrio de cargas eléctricas. Si el material que constituye el cuerpo es aislador, las cargas eléctricas solo se manifiestan en la zona frotada, mientras que si es conductor, ellas se distribuyen uniformemente en toda la superficie.
Por Contacto
Por contacto: cuando un cuerpo electrizado se pone en contacto con otro neutro, adquiere cargas de signo opuesto a las del cuerpo inductor.
Ley de Coulomb
¿Qué establece la ley de Coulomb? La fuerza con que se atraen o repelen dos cuerpos electrizados pequeños es directamente proporcional a sus cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Cuestionario 2: Potencial Eléctrico
Potencial Eléctrico
Potencial eléctrico: el potencial eléctrico (V) en un punto de un campo eléctrico es igual a la energía potencial eléctrica (Epe) por unidad de carga eléctrica positiva (q+).
Unidades
Unidades: como en el SIMELA la unidad de energía es el joule (J) y la de carga eléctrica el coulomb (C), resulta: joule/coulomb = J/C.
Diferencia de Potencial
Diferencia de potencial: entre dos puntos de un campo eléctrico es igual al cociente entre el trabajo realizado para transportar la carga eléctrica de un punto al otro y el valor de esa carga.
Poder de las Puntas
¿Qué se entiende por poder de las puntas? Mayor valor de campo eléctrico que puede aplicarse a un aislante sin que se vuelva conductor.
Jaula de Faraday
La Jaula de Faraday: es una caja conductora que envuelve totalmente un aparato o dispositivo, manteniéndolo fuera de la influencia de las fuerzas eléctricas exteriores. Ej: cuando se viaja en un automóvil se deja de oír la radio al pasar por debajo de un puente metálico, porque este hace una pantalla electrostática, impidiendo que las ondas radioeléctricas o hertzianas puedan llegar al vehículo.
Distribución de Cargas en Conductores
¿Cómo se distribuyen las cargas eléctricas en los conductores? En un conductor, las cargas eléctricas, al ser todas del mismo signo, se repelen entre sí y tratan de situarse lo más lejos posible.
Cuestionario 3: Corriente Eléctrica
Corriente Eléctrica
Se denomina corriente eléctrica al movimiento de las cargas eléctricas dentro de un conductor. Los electrones encuentran dificultades para atravesar los conductores y, por lo tanto, es necesario suministrarles energía para mantener la corriente eléctrica constante. Esta energía es provista por ciertos dispositivos llamados generadores.
Circulación de Cargas en un Conductor
¿Por qué circulan las cargas en un conductor? Cuando se le entrega electricidad a un conductor, este alcanza un cierto nivel denominado potencial eléctrico. Entonces, si se tienen dos cuerpos conductores con distinto potencial y se los une con un alambre conductor, las cargas se desplazan desde el cuerpo que tiene mayor potencial hacia el que tiene menos, originándose una corriente eléctrica. Como la desigualdad entre los potenciales de ambos cuerpos conductores constituye una diferencia de potencial o tensión eléctrica, se puede establecer que las cargas eléctricas circulan a través de un conductor cuando sus extremos están conectados a dos cuerpos entre los cuales existe una diferencia.
Sentido de la Corriente Eléctrica
¿Cuál es el sentido de la corriente eléctrica? Cuando se inventaron las pilas, se suponía que, en un conductor, la corriente eléctrica se dirigía desde el polo positivo hacia el polo negativo; sin embargo, a medida que se fue avanzando en el conocimiento de la estructura de los átomos, se comprobó que el sentido de la corriente eléctrica está dado por el desplazamiento de los electrones, los cuales van desde el polo negativo hacia el positivo.
Corriente Continua y Corriente Alterna
Diferencia entre corriente continua y alterna: en los circuitos eléctricos que tienen por generador una pila o una batería, los electrones circulan a través de los conductores siempre en el mismo sentido y con una intensidad constante, por lo cual se denomina corriente eléctrica continua. En cambio, otros generadores hacen que los electrones se muevan hacia adelante y hacia atrás, alrededor de un punto medio. En ese caso, la dirección de la corriente se invierte constantemente a intervalos regulares y por eso se llama corriente eléctrica alterna.
Intensidad de Corriente Eléctrica
Define intensidad de corriente eléctrica, fórmula y unidad: la intensidad de una corriente eléctrica (I) es igual a la cantidad de cargas eléctricas (q) que circulan por una sección del conductor en la unidad de tiempo (t).
Ley de Ohm
Ley de Ohm: la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial que existe entre sus extremos.