Fundamentos de la Electricidad: Carga, Átomos y Ley de Coulomb

Fundamentos de la Electricidad

Electricidad: Es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.

Electroestática

La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica.

Carga Eléctrica

Las cargas eléctricas son partículas subatómicas que se manifiestan mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

Tipos de Electrización

• Por Frotamiento: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.
• Influencia: Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
• Electrización por contacto: Se puede cargar un cuerpo neutro con sólo tocarlo con otro previamente cargado.

Estructura del Átomo

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir, son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.

Modelos Atómicos

• 1808 - Modelo atómico de John Dalton: La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
• 1904 - Modelo atómico de Thomson: Es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón.
• 1911 - Modelo atómico de Rutherford: Es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
• 1913 - Modelo atómico de Bohr: Es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados.
• 1916 - Modelo atómico de Sommerfeld: Es un modelo atómico hecho por el físico alemán Arnold Sommerfeld (1868-1951) que básicamente es una generalización relativista del modelo atómico de Bohr (1913).
• 1922 - Modelo atómico de Schrödinger: Es un modelo cuántico no relativista. Se basa en la solución de la ecuación de Schrödinger para un potencial electrostático con simetría esférica, llamado también átomo hidrogenoide.

Partículas Subatómicas

Electrón: Es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones.

Protón: Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1.6 × 10^-19 C), igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón.

Neutrón: Es una partícula subatómica sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio.

Electroscopio

Electroscopio: Es un aparato que permite detectar la presencia de campos eléctricos en un cuerpo e identificar el signo de la misma.

¿Qué es un Coulomb?

Es la unidad derivada del SI de la carga eléctrica. Se define como la carga transportada por una corriente continua de un amperio en un segundo: 1 C = 1 A x 1 s

Ley de Coulomb

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.