1 Física Electrostática

2 Concepto de ElectrostáticaConservación de la Carga Fuerzas y Cargas Eléctricas Conductores & Aislantes

3 Electrostática Carga por Fricción Carga por ContactoCarga por Inducción Polarización de la Carga Campo y Potencial Eléctrico Generador Van de Graff

4 Concepto de ElectrostáticaLa electrostática es la parte de la física que estudia la electricidad en la materia. Se preocupa de la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos De los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo

5 Conservación de la CargaTodo objeto cuyo número de electrones sea distinto al de protones tiene carga eléctrica. Si tiene más electrones que protones la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva. Cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro

6 Fuerzas y Cargas EléctricasCuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas se dice que ha sido electrizado. Cargas eléctricas de distinto signo se atraen y cargas eléctricas de igual signo se repelen. Se ha visto que existen en la Naturaleza dos tipos de cargas, positiva y negativa. La cantidad más pequeña de carga es el electrón (misma carga que el protón, pero de signo contrario).

7 Fuerzas y Cargas EléctricasLa unidad natural de carga eléctrica es el electrón, que es la menor cantidad de carga eléctrica que puede existir.

8 Ley Cualitativa Las cargas eléctricas de la misma naturaleza(mismo signo) se repelen, y las de naturaleza distinta (distinto signo) se atraen. Estas fuerzas de atracción o repulsión son iguales y contrarias de acuerdo al principio de acción y reacción.

9 Conductores & AislantesCuando un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas eléctricas, bajo la acción de las fuerzas correspondientes, se redistribuyen hasta alcanzar una situación de equilibrio. Conductores son los que llevan la electricidad y la dejan pasar por ellos. (materiales eléctricos). Ej. Cobre, metales, agua Aislantes al contrario son los que no dejan pasar la electricidad y aíslan la electricidad.( materiales no eléctrico ). Ej plástico,caucho, agua destilada, vidrio.

10 CONDUCTORES

11 AISLANTE

12 Conductores & AislantesLos átomos de las sustancias conductoras poseen electrones externos muy débilmente ligados al núcleo en un estado de semilibertad que les otorga una gran movilidad, tal es el caso de los metales. En las sustancias aislantes, los núcleos atómicos retienen con fuerza todos sus electrones, lo que hace que su movilidad sea escasa. Los semiconductores pueden alterar sus propiedades conductoras con cierta facilidad mejorando prodigiosamente su conductividad, ya sea con pequeños cambios.

13 Conductores & AislantesA temperaturas cercanas al cero absoluto, ciertos metales adquieren una conductividad infinita, es decir, la resistencia al flujo de cargas se hace cero, esos son los superconductores. Una vez que se establece una corriente eléctrica en un superconductor, los electrones fluyen por tiempo indefinido.

14 A es un conductor de cobre y B es un aislante de neónConductores & Aislantes A es un conductor de cobre y B es un aislante de neón

15 Un poco de historia Tales de Mileto : Fue el primero en experimentar la electroestática, al frotar una resina de ambar con una piel de animal.

16 WILLIAM GILBERT Estudió el fenómeno de la electroestática y dijo que se produce por FRICCIÓN. Materiales eléctricos adquieren electricidad Materiales no eléctricos no tienen la capacidad de adquirir electricidad.

17

18 CHARLES du FAY Realizó varios experimentos y observó que algunos se REPELEN y otros se ATRAEN.

19 BENJAMIN FRANKLIN Estableció los términos de carga eléctrica positiva y negativa

20 + + - atracción eléctrica

21 - + - repulsión eléctrica

22 + + repulsión eléctrica

23 Carga por Fricción La fricción como ya se sabe, trae muchas cosas pordescubrir una de ellas es la transferencia de electrones de un material a otro, nos podemos dar cuenta de esto cuando nos peinamos o acariciamos un gato. Hay materiales que mediante la fricción quedan electrizados durante un tiempo, y esto es por la transferencia de electrones de un cuerpo a otro.

24

25 Carga por Contacto Se puede transferir electrones de un material a otro por simple contacto. Si el objeto es buen conductor la carga se distribuye en toda su superficie porque las cargas iguales se repelen entre sí. Si se trata de un mal conductor puede ser necesario tocar con la barra varias partes del objeto para obtener una distribución de carga más o menos uniforme.

26

27 Carga por Inducción Si acercamos un objeto con carga a una superficieconductora, aún sin contacto físico los electrones se mueven en la superficie conductora. La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto, decimos que lo estamos poniendo a tierra.

28 Carga por Inducción Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, de carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre.

29 Polarización de la CargaPor inducción un lado del átomo o molécula se hace ligeramente más positivo o negativo que el lado opuesto, por lo que decimos que el átomo está eléctricamente polarizado. Si se acerca un objeto negativo los objetos que van a ser atraídos van a mandar los electrones al otro extremo mientras que los positivos van a estar más pegados al objeto. Se presenta el fenómeno de polarización cuando trozos de papel neutros son atraídos por un objeto cargado o cuando se coloca un globo cargado en una pared. (Siguiente diapositiva)

30 Polarización de la Carga

31 Mecanismos de ElectrizaciónSituación Inicial Situación Final Frotamiento Cuerpo 1: neutro Cuerpo 2: neutro Cuerpo 1: carga + Cuerpo 2: carga - Contacto Cuerpo 2: carga + o - Cuerpo 1: carga + o - Inducción Cuerpo 2: carga – o +

32 Campo y Potencial EléctricoCampo Eléctrico Potencial Eléctrico Físico italiano Alessandro Volta ( )

33 Campo Eléctrico El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos.

34 Potencial Eléctrico El concepto de energía potencial por unidad de carga recibe un nombre especial: potencial eléctrico La unidad del Sistema Internacional que mide el potencial eléctrico es el volt El símbolo del volt es V. Puesto que la energía potencial se mide en joules y la carga en coulombs:

35 Generador Van de Graff Máquina electrostática empleada en física nuclear para producir tensiones muy elevadas. El generador Van de Graff se usa para acelerar un haz de electrones, protones o iones destinado a bombardear núcleos atómicos.

36 Generador Van de Graff