Procesos de carga eléctrica: contacto, fricción, inducción y polarización

Resumen

El texto explica los tres procesos básicos de electrización de los cuerpos: por contacto, por fricción y por inducción, ilustrados con experimentos de laboratorio con barras, seda y electroscopios. También describe la polarización eléctrica en aislantes y su relación con las descargas atmosféricas durante una tormenta. Un estudiante aprenderá a diferenciar cada proceso y a entender cómo se reordenan las cargas en conductores y aislantes.

Puntos clave

Por contacto, un cuerpo cargado transfiere electrones libres a un cuerpo neutro hasta que ambos tienen la misma carga.
Por fricción, al rozar dos cuerpos con distinta capacidad de retener electrones, estos saltan de uno a otro y quedan con cargas diferentes.
Por inducción, acercar un objeto cargado a un conductor desplaza sus electrones sin contacto físico.
En los aislantes no hay electrones libres, así que se produce una polarización: un lado del cuerpo queda más positivo o negativo que el otro.
En una tormenta, la tierra se polariza por inducción y las nubes quedan con carga negativa, lo que produce el rayo.

Ponte a prueba

Por contacto

Al poner un cuerpo cargado en contacto con otro neutro, el primero le transfiere electrones libres al segundo. Estos electrones se trasladan del cuerpo que posee mayor cantidad al que posee menor cantidad hasta que ambos tengan la misma carga. En el laboratorio frotamos una barra de metal contra seda y luego la pusimos en contacto con un electroscopio. Al hacerlo, los dos papelitos se abrieron, es decir, se repelaban, lo que nos indica que fueron cargados y esta carga es del mismo signo.

Por fricción

Se transfieren electrones por fricción cuando un cuerpo roza con otro, en este caso, los cuerpos terminan con cargas diferentes. En el laboratorio, frotamos una barra con seda y se producía este fenómeno. Los materiales frotados tienen distintas capacidades para retener y entregar electrones. Al frotarlos, dichos electrones 'saltan' de un cuerpo a otro.

Por inducción

Se da cuando acercamos un objeto con carga a una superficie conductora aun sin contacto físico, los electrones se mueven en la superficie conductora, generando así la carga por inducción. En el laboratorio acercamos una barra previamente cargada hacia un péndulo eléctrico que tenía colgado un trocito de papel con carga neutra. El papel tiende a acercarse a la barra debido a la interacción eléctrica entre cargas de ambos cuerpos. La carga inicial del papelito no varía, pero la barra de carga negativa atrae a las cargas positivas del papel y repele a las negativas, desplazándolas. La carga está polarizada.

Polarización de la carga

El proceso de carga por inducción no se limita a los conductores. Al acercar una barra cargada a un aislante, no hay electrones libres que puedan desplazarse por este material. Por lo tanto, ocurre un reordenamiento de las posiciones de las cargas dentro de los propios átomos y moléculas. Por inducción, un lado del cuerpo se hace más positivo o negativo que el lado opuesto. Entonces decimos que el cuerpo está eléctricamente polarizado.

Al haber una tormenta eléctrica, la tierra se polariza por inducción obteniendo una carga positiva y las nubes negativa. Así se produce una descarga eléctrica en forma de rayo. La mayor tensión se produce a mayor densidad de carga positiva.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la carga por contacto?

Es la transferencia de electrones libres desde un cuerpo cargado a otro neutro al ponerlos en contacto, hasta que ambos alcanzan la misma carga.

¿En qué se diferencia la inducción de la polarización?

En la inducción el objeto se carga al desplazarse electrones en un conductor; en la polarización, en un aislante, no hay electrones libres y se reordenan las cargas dentro de átomos y moléculas.