MAPA MENTAL DE CARGA ELÉCTRICA

CARGA ELÉCTRICA

IGNACIO JOAQUIN TREJO

Tipos de Carga

Aplicaciones

• Positiva
• Negativa
• Neutra

• Electricidad estática
• Electrónica
• Electromagnetismo

Unidad de Carga

Campo Eléctrico

• Región del espacio donde se manifiesta la fuerza eléctrica
• Líneas de fuerza
• Potencial eléctrico

Coulomb (C)

Conductores y Aislantes

Ley de Coulomb

• Conductores: Facilitan el flujo de carga
• Aislantes: Impiden el flujo de carga

• Fuerza de atracción o repulsión entre cargas
• Fórmula
• Constante eléctrica

Métodos de Electrización

• Por frotamiento
• Por contacto
• Por inducción

Concepto de Carga Eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de las partículas subatómicas, como los electrones y protones, que permite la interacción electromagnética entre ellas. Esta propiedad se manifiesta en la forma de electricidad, y se puede clasificar en dos tipos: carga positiva y carga negativa. Un objeto se considera cargado eléctricamente cuando hay un desplazamiento de electrones, ya sea por pérdida (lo que genera carga positiva) o por ganancia (lo que genera carga negativa) .

Tipos de Carga

• Carga Positiva: Esta carga es llevada por los protones, que son partículas subatómicas presentes en el núcleo de los átomos. Cuando un objeto tiene más protones que electrones, se considera que tiene una carga positiva. Las cargas positivas se repelen entre sí y atraen a las cargas negativas.

• Carga Negativa: Esta carga es llevada por los electrones, que son partículas que orbitan alrededor del núcleo del átomo. Un objeto se considera que tiene carga negativa cuando tiene más electrones que protones. Al igual que las cargas positivas, las negativas se repelen entre sí y atraen a las cargas positivas.

• Carga Neutra: Un objeto es eléctricamente neutro cuando tiene la misma cantidad de protones y electrones, lo que significa que las cargas positivas y negativas se equilibran. En este estado, no hay una fuerza neta de atracción o repulsión.

Unidad de Carga

El coulomb (símbolo: C) es la unidad de medida de la carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Esta unidad fue nombrada en honor al físico francés Charles-Augustin de Coulomb, quien es conocido por sus contribuciones a la electrostática. Un coulomb se define como la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un conductor cuando una corriente eléctrica de 1 amperio fluye durante 1 segundo. Esto significa que si tienes un conductor por el que circula una corriente de 1 A, en un segundo se transferirán 1 C de carga eléctrica .

Ley de Coulomb

La ley de Coulomb es un principio fundamental en la física que describe la interacción eléctrica entre dos cargas en reposo. Esta ley establece que la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. La ley de Coulomb también indica que:

• Las cargas del mismo signo se repelen entre sí.
• Las cargas de signo opuesto se atraen

Este principio es fundamental en el estudio de la electrostática y tiene aplicaciones en diversas áreas de la física y la ingeniería.

Métodos de Electrización

• Rozamiento: Este método implica el rozamiento de dos materiales diferentes. Cuando se frotan, los electrones pueden transferirse de un material a otro, lo que resulta en que uno de los objetos se cargue positivamente (pierde electrones) y el otro se cargue negativamente (gana electrones). Un ejemplo común es frotar un globo contra el cabello, donde el globo se carga negativamente y el cabello positivamente.
• Contacto: En este método, un objeto cargado se pone en contacto con un objeto neutro. La carga se transfiere del objeto cargado al neutro, equilibrando las cargas. Por ejemplo, si un objeto cargado negativamente toca un objeto neutro, algunos electrones del primero se moverán al segundo, cargándolo negativamente también.
• Inducción: La electrización por inducción no requiere contacto directo. En este caso, un objeto cargado se acerca a un objeto neutro, provocando que los electrones en el objeto neutro se reorganicen. Si el objeto cargado es positivo, los electrones del neutro se moverán hacia él, dejando el lado opuesto del neutro cargado positivamente. Si se conecta a tierra el lado cargado positivamente, los electrones del suelo pueden entrar al objeto, neutralizando la carga positiva.

Conductores y Aislantes

Los conductores son materiales que permiten el flujo libre de electricidad a través de ellos. Esto se debe a que tienen electrones que pueden moverse fácilmente, lo que facilita la transmisión de corriente eléctrica. Ejemplos comunes de conductores incluyen metales como el cobre, la plata y el oro. Además, otros materiales como el agua y los objetos mojados también pueden actuar como conductores. Por otro lado, los aislantes son materiales que impiden el paso de la electricidad. Su función principal es proteger a las personas y equipos de la electricidad, evitando que la corriente fluya a través de ellos. Los aislantes suelen estar hechos de materiales como cerámica, goma, polietileno y vidrio. Estos materiales tienen una alta resistencia al flujo de corriente eléctrica, lo que los hace ideales para cubrir y separar conductores en sistemas eléctricos.

Campo Eléctrico

El campo eléctrico es una región del espacio donde se manifiestan fuerzas eléctricas debido a la presencia de cargas eléctricas. Se puede entender como un campo físico que describe cómo interactúan las cargas eléctricas entre sí. Este campo se representa mediante un modelo que ilustra la dirección y la intensidad de las fuerzas que actuarían sobre una carga de prueba colocada en ese espacio.

Aplicaciones

• Distribución de Energía Eléctrica: Los transformadores son esenciales para la distribución de energía eléctrica a hogares e industrias. Permiten que la electricidad se transporte a largas distancias con mínimas pérdidas, lo que es crucial para el suministro eléctrico moderno.
• Electrodomésticos y Dispositivos Electrónicos: La carga eléctrica es la base del funcionamiento de muchos electrodomésticos y dispositivos electrónicos, como lámparas de bajo consumo y cargadores de pilas. Estos dispositivos utilizan la electricidad para operar y realizar diversas funciones.
• Control de Electricidad Estática: La carga eléctrica también se manifiesta en fenómenos como la electricidad estática. Existen métodos para minimizar o eliminar los efectos de la electricidad estática, lo que es importante en entornos donde puede causar problemas, como en la industria electrónica.
• Aplicaciones en Física y Tecnología: La comprensión de la carga eléctrica es crucial para el desarrollo de tecnologías como motores eléctricos y aceleradores de partículas. Estos dispositivos dependen del movimiento de partículas cargadas en campos eléctricos para funcionar.