Ley de Coulomb, Campo Eléctrico e Inducción: Conceptos y Aplicaciones
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Ley de Coulomb
La Ley de Coulomb establece que la fuerza con que se atraen o repelen dos cuerpos electrizados pequeños es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Fórmula
La fórmula de la Ley de Coulomb se expresa de la siguiente manera:
F = K * (q1 * q2) / d2
Donde:
- F: Fuerza de atracción o repulsión (medida en Newtons, N).
- K: Constante de proporcionalidad, dependiente del medio que rodea a las cargas.
- q1, q2: Cargas eléctricas (medidas en Coulombs, C).
- d: Distancia entre las cargas.
Campo Eléctrico
El campo eléctrico de un cuerpo es la región del espacio que lo rodea en la que se manifiestan fuerzas eléctricas.
Intensidad del Campo Eléctrico
La intensidad del campo eléctrico (E) en un punto determinado es la fuerza que actúa en dicho punto sobre la unidad de carga eléctrica positiva.
Consideremos una esfera pequeña con carga positiva Q, ubicada en el punto A. Si colocamos un objeto pequeño con carga positiva q (unidad de carga) en un punto cercano B, aparecerá una fuerza eléctrica repulsiva F. Si la esfera en A tuviera carga negativa, el objeto en B sería atraído con una fuerza de igual intensidad F.
Símbolo y Fórmula:
E = F / q
Inducción Electrostática
La inducción electrostática ocurre cuando acercamos un objeto cargado a una superficie conductora; los electrones de la superficie se moverán incluso sin contacto físico. Por ejemplo, consideremos dos esferas metálicas aisladas, A y B. Si acercamos un objeto cargado a una de ellas, se producirá una redistribución de cargas en ambas esferas.
Pararrayos
Durante una tormenta, se produce un proceso de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, con carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre. Benjamin Franklin demostró este fenómeno con su famoso experimento de la cometa e inventó el pararrayos. Este dispositivo desvía las cargas eléctricas hacia la tierra, protegiendo las estructuras.
Electricidad por Contacto
La electricidad por contacto se genera cuando una barra cargada entra en contacto con un objeto neutro, transfiriendo parte de su carga a este último.