Carga eléctrica

La carga eléctrica es algo que se puede ver y experimentar también en nuestra vida diaria. El concepto de carga eléctrica surgió primero después de la observación del ámbar que atrae piezas ligeras como cabellos, características después de que se frota con un paño de seda. Allí, el científico pensó por qué sucedió, luego recopilaron algunos ejemplos más de la vida real para comprender por qué sucedió esto. 

Otros ejemplos incluyen frotar un peine de plástico con el cabello seco y luego atrae el papel. Todos estos ejemplos conducen a la comprensión de las cargas eléctricas. Se supo que estos objetos adquieren cargas y, por lo tanto, se conocen como objetos cargados.

Los rayos son un fenómeno natural causado por la acumulación de cargas dentro de los cloys. Las cargas de tipo equivalente se repelen entre sí, mientras que las cargas de tipo distinto se atraen. Las cargas en movimiento representan una corriente eléctrica. 

Benjamin Franklin demostró que el rayo es electricidad en 1752 con sus famosos experimentos de vuelo de cometas. Diseñó el pararrayos porque quería que su experimento fuera útil. 

Durante una tormenta violenta, las corrientes de aire se mueven hacia arriba mientras que las gotas de agua se mueven hacia abajo. Estos movimientos vigorosos provocan la separación de cargas. Esto da como resultado que las cargas positivas se acumulen cerca de los bordes superiores de las nubes y también que la carga eléctrica se acumule cerca de los bordes inferiores de las nubes. Además, hay una acumulación de cargas positivas cerca del fondo. Las cargas negativas y positivas se encuentran, produciendo rayas de luz brillante y sonido. Tendemos a ver las rayas como relámpagos. El método se considera como una chispa. El método de una descarga eléctrica entre nubes diferentes o entre nubes y la tierra provoca rayos. La caída de un rayo puede destruir la vida y la propiedad. Por lo tanto, es necesario exigir medidas para blindarnos.

Las chispas que conocían los griegos

Ya en el año 600 a. C., los antiguos griegos descubrieron que frotar ámbar (una forma de resina) con la piel atraía artefactos ligeros como cabello, etc. Es posible que hayan notado que el cabello cuelga de las puntas cuando se quita de la ropa de lana o poliéster. En la oscuridad, puedes ver una luz y escuchar un crujido mientras te quitas esta ropa. Benjamin Franklin, un astrónomo estadounidense, demostró en 1752 que los rayos y las chispas de ropa son exactamente el mismo fenómeno. Sin embargo, tomó 2000 años para que esta realización se produjera.

Hagamos algunas actividades para comprender mejor cómo funcionan las cargas eléctricas. Pero primero, comprenda el concepto de cargas eléctricas.

Cargas eléctricas

Se sabe que un átomo está formado por partículas subatómicas que son: electrones, protones y neutrones . Estas partículas tienen una cosa en común: todas tienen cargas eléctricas.

• Los protones tienen carga positiva, mientras que los electrones tienen carga negativa.
• Si un objeto tiene una proporción equilibrada de cargas positivas y negativas, se dice que es eléctricamente neutro o un neutrón .
• Si hay un exceso entre electrones y protones en un objeto, se considera un objeto cargado .

Por lo tanto, la suma de energía o electrones que viajan de un cuerpo a otro a través de varios modos, como conducción , inducción u otros métodos especiales, se denomina carga eléctrica . 

Las cargas eléctricas se dividen en dos categorías. Hay dos tipos de cargas: positivas y negativas .

Las cargas se pueden encontrar en casi todos los tipos de cuerpos. Los cuerpos con carga neutra son aquellos que no tienen carga.

Carga por frotamiento

Cuando dos cosas se frotan, los electrones se transfieren entre ellas y se cargan. Además, cuando un globo de goma se frota con piel de animal, el globo de goma atrae los electrones de la piel del animal. Como consecuencia, el caucho tiene abundancia de electrones mientras que la piel tiene escasez de electrones. Estos se conocen como objetos cargados . 

Tipos de Cargos y su Interacción

Hay dos clases de cargas: positivas y negativas. Como todos los objetos tienen la misma cantidad de cargas positivas y negativas, son eléctricamente neutros. 

Cuando una carga positiva y negativa están cerca, se atraen. 

Cuando dos positivos o dos negativos se acercan, se repelen. Estas cargas eléctricas generadas por fricción son de naturaleza estática.

Realicemos una actividad para comprender cuáles son los diferentes tipos de cargas.

Actividad

Frota dos globos con lana y déjalos a un lado. Frote dos recambios de pluma con polietileno y manténgalos en un soporte. 

Cuando el globo cargado se acerca al relleno cargado, ambos se atraen entre sí. Por otro lado, ambos globos cargados cuando se acercaron se repelieron entre sí, y de manera similar cuando ambos globos cargados se juntaron se repelieron entre sí.

Globos antes y después de frotar con lana

Resultados

1. El globo cargado repelió a otro globo cargado.
2. Recarga cargada repelida recarga cargada.
3. Por el contrario, el globo cargado atrajo la recarga cargada.

Conclusión

1. La carga del globo y la recarga eran diferentes.
2. La carga de los globos y de las recargas fue la misma.
3. Las cargas iguales se repelen y las cargas diferentes se atraen.

Otros ejemplos

1. Carga positiva adquirida en la varilla de vidrio cuando se frota con un paño de seda.
2. La carga negativa en la pajita de plástico cuando se frota con polietileno.

Transferencia de cargos

La conducción y la inducción son dos métodos para transferir cargas de un objeto a otro. Por lo tanto, se pueden definir como:

• Conductor: cuando un objeto cargado hace contacto con un conductor, el conductor transfiere las cargas al objeto cargado.
• Inductor: cuando una partícula cargada se acerca a un objeto neutral, la ubicación de los electrones en el otro objeto cambia.
• El método de inducción no involucra la interacción física entre los objetos cargados y no cargados, mientras que el proceso de conducción sí lo hace.

Electroscopio

Es una máquina que puede determinar si un objeto está cargado. En 1787, Abraham Bennet inventó un electroscopio de pan de oro. 

• El electroscopio fue un instrumento experimental revolucionario para detectar la presencia de carga eléctrica en un cuerpo.
• El movimiento de una muestra de prueba causado por la fuerza electrostática de Coulomb sobre ella se usa para detectar carga.
• La cantidad de carga en un objeto es proporcional a su voltaje.

Dado que el oro y la plata son buenos conductores de electricidad, se usan comúnmente en la construcción de electroscopios. Por otro lado, también se puede utilizar cobre y aluminio.

Una varilla de latón vertical está unida a una vasija de vidrio. A través del corcho, la varilla se baja a la olla. Un disco de latón o varilla horizontal se fija a la barra de latón, mientras que dos hojas de oro cuelgan del otro extremo.

Las cargas eléctricas se mueven desde la barra de latón hasta las hojas de oro cuando una fuerza de carga entra en contacto con el disco de latón. Como consecuencia, las hojas de oro se alejan unas de otras, mostrando que hay cargas presentes.

Toma de tierra

Un artículo cargado se considera descargado cuando retira sus cargas. La conexión a tierra es el proceso de un objeto cargado que transfiere sus cargas al suelo.

Cualquier vivienda, por lo general, está equipada con puesta a tierra para protegerla de descargas eléctricas provocadas por la fuga de corriente eléctrica.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Qué es una fuerza estática?

Responder:

La fuerza de atracción o repulsión ejercida por los objetos cargados se denomina fuerza estática.

Pregunta 2: ¿Cómo resulta el movimiento de cargas eléctricas en la conservación de la carga?

Responder:

Como un objeto neutro no tiene carga alguna, cuando un objeto absorbe electrones de otro objeto, la carga neta negativa del primer objeto es igual a la carga neta positiva del segundo objeto. Los cargos se conservan de esta manera cuando se transfieren cargos.

Pregunta 3: Nombre los dos tipos de cargas y mencione que tipo de interacción existe entre ellos?

Responder:

Positivo y Negativo son los dos tipos de cargas. Las cargas que son similares se repelen, mientras que las cargas que son diferentes se atraen.

Pregunta 4: ¿Qué es la carga estática? ¿En qué se diferencia de la corriente eléctrica?

Responder:

Las cargas eléctricas generadas por el roce se denominan cargas estáticas . Las cargas estáticas no se mueven mientras las cargas se mueven en la corriente eléctrica.

Pregunta 5: Si las tiras de aluminio de un electroscopio se reemplazan por tiras de plástico y un cuerpo cargado se pone en contacto con el clip de metal. ¿Lo que sucederá?

Responder:

Las tiras de plástico mostrarán repulsión. Las cargas del cuerpo de carga se transferirán de la barra de metal a las tiras de plástico. Como resultado, se desarrollarán cargas similares en las tiras de plástico y se producirá repulsión.

Pregunta 6: Si una pajilla de plástico cargada se acerca a otra pajilla de plástico sin cargar, ¿qué sucederá?

Responder:

Dado que tanto la pajita de plástico cargada como la pajita de plástico sin carga tienen cargas opuestas, se atraerán entre sí.