Fundamentos de la Electricidad: Cargas, Campos y Conductores

2- Para cargas eléctricas constantes, la fuerza eléctrica es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

3- La fuerza eléctrica varía con el tipo de medio material existente entre las cargas.

Las fuerzas eléctricas entre dos cargas tienen la dirección de la recta que las une. En cuanto a su sentido:

• Si las cargas son del mismo signo, las fuerzas son de repulsión.
• Si las cargas son de signo opuesto, las fuerzas son de atracción.

Ley de Coulomb

La fuerza entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

F = K * q₁ * q₂ / r²

K = 9 * 10⁹ * Nm²/C²

Campo Eléctrico

Es una región del espacio en la que toda carga eléctrica experimenta una fuerza.

Intensidad del Campo Eléctrico

La intensidad del campo eléctrico (E) en un punto del espacio es la fuerza que experimenta la unidad de carga:

E = F / q'

Representación del Campo Eléctrico

Se representan gráficamente mediante líneas de campo, que son trayectorias que seguiría una carga eléctrica positiva ideal, en su movimiento libre por el campo.

1. Si el campo eléctrico está creado por una carga positiva, cualquier otra carga positiva de prueba tiende a alejarse de la carga que crea el campo.
2. Si la carga que crea el campo es una carga negativa, la carga eléctrica positiva de prueba es atraída por la primera.

Conductores y Aislantes

Los conductores permiten el movimiento de cargas eléctricas a través de ellos; los aislantes, no. Por ejemplo, las cargas de una varilla electrizada han circulado por el cobre hasta el electroscopio. La madera es un aislante y el cobre un conductor.

La diferencia entre conductores y aislantes se explica por su diferente estructura atómica. En los conductores hay electrones libres que pueden moverse a través de ellos; en los aislantes, los electrones están ligados a átomos concretos y no es fácil su desplazamiento por el material.

Distribución de Cargas en los Conductores

Las cargas eléctricas en exceso en un conductor en equilibrio electrostático se distribuyen en su superficie. Este efecto se conoce como efecto punta o poder de las puntas.

Corriente Eléctrica

Es el movimiento ordenado de cargas a través de un conductor. El material por el que se mueven puede ser:

• Sólido: Pueden moverse los electrones.
• Líquido: Se pueden desplazar los iones.
• Gases: Pueden moverse tanto electrones como iones.

Circuitos Eléctricos

Es un camino por el que puede circular la corriente eléctrica. Deben tener como mínimo estos dispositivos:

• Generador: Que suministra energía eléctrica a las cargas.
• Receptores: Que transforman la energía eléctrica.
• Conductores de conexión: Como un interruptor para abrir o cerrar el paso.