Fundamentos de Electricidad y Electrostática: Circuitos, Cargas y Ley de Coulomb

Circuito Eléctrico

Se llama así al camino que recorren las cargas eléctricas. Está constituido por diferentes componentes.

Componentes Fundamentales

• Conductor: Es el elemento que une los distintos componentes del circuito.
• Interruptor: Permite cerrar o abrir el circuito, controlando el flujo de corriente.
• Lámpara: Es el elemento que irradia luz al circular por él cargas eléctricas.

Electrización de los Cuerpos

La electrización es el proceso mediante el cual un cuerpo neutro adquiere carga eléctrica. Existen varios métodos:

1. Por Conducción: Para electrizar un cuerpo por contacto, es necesario contar con un cuerpo previamente cargado. El objeto neutro se aproxima al objeto cargado hasta tocarlo. En ese momento, parte de las cargas pasan al cuerpo originalmente neutro y, al separarse, ambos quedan cargados con el mismo tipo de carga.
2. Por Inducción: Debe tenerse un cuerpo previamente cargado. El objeto neutro se aproxima mínimamente al cuerpo cargado, pero sin tocarlo. Las cargas en el objeto originalmente neutro se reordenarán, dejando en la superficie próxima las cargas de signo contrario y alejándose las del mismo signo. Si el cuerpo inductor se retira, las cargas volverán a su estado primitivo.

Tipos de Materiales Eléctricos

Conductores

Son aquellos materiales que permiten un fácil desplazamiento de las cargas a través de ellos.

Aislantes

Son sustancias que no permiten el fluir de las cargas.

Semiconductores

Son materiales utilizados en electrónica que tienen un comportamiento dual, comportándose en algunos casos como aislantes y en otros, como conductores.

Superconductores

Son materiales que, bajo ciertas temperaturas, conducen la electricidad mucho más que los conductores convencionales.

Métodos de Carga de los Cuerpos

Además de la conducción y la inducción, existen otros métodos para cargar un cuerpo:

• Fricción: Se logra frotando dos cuerpos de materia específicos. Cada cuerpo queda cargado con cargas de signo opuesto.
• Contacto: Un cuerpo previamente cargado toca a otro que se encuentra en estado neutro, transfiriéndole alguna de sus cargas, quedando ambos cargados con el mismo tipo de carga.
• Inducción: Se logra acercando un objeto descargado lo suficiente a uno cargado. Dependiendo del material del cuerpo neutro, se producirá un reordenamiento de cargas o un flujo.

Electrostática

La electrostática es la parte de la electricidad que estudia las cargas en reposo. Se basa en dos principios fundamentales:

1. Primer Principio: Las cargas del mismo tipo se repelen y las de signo contrario se atraen.
2. Segundo Principio: En un sistema aislado eléctricamente, el valor total de las cargas permanece inalterable (Principio de Conservación de la Carga).

Ley de Coulomb (Aplicación Práctica)

Esta ley establece el valor de las fuerzas eléctricas de atracción o repulsión entre cargas. La fuerza resulta proporcional al producto entre los valores de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.