6. Formas de electrizar un cuerpo

Corresponde a la sesi�n de GA 4.6 �QU� CORRIENTE...!

Cuando las condiciones son propicias, al frotar dos objetos entre s�, estos adquieren una carga el�ctrica; es decir, se electrizan.

La electrizaci�n es uno de los fen�menos que estudia la electrost�tica, la cual trata sobre los fen�menos relacionados con cargas el�ctricas en reposo.

Los fen�menos el�ctricos han sido estudiados por el hombre desde la antig�edad, se le atribuye a Tales de Mileto el descubrimiento de la electrificaci�n por frotamiento entre un trozo de �mbar y un trozo de piel; pero no son �stos los �nicos materiales que pueden adquirir una carga el�ctrica. En un clima seco, al frotar un pedazo de pl�stico en el cabello se escucha un chasquido y se observan peque�as chispas, las cuales son diminutas descargas el�ctricas.

Benjam�n Franklin, mediante sus experimentos en electrost�tica, demostr� que cualquier material que se encuentre con carga el�ctrica es capaz de ejercer una atracci�n sobre peque�os pedazos de papel; y estableci� que al frotar dos cuerpos uno de ellos se electriza positivamente, en tanto que el otro se electriza negativamente. De estos razonamientos dedujo que existen dos tipos de cargas el�ctricas, las que llam� positivas (v�treas) y negativas (resinosas).

Toda la materia est� formada por mol�culas, las cuales, a su vez, se componen de �tomos, y �stos est�n constituidos por part�culas subat�micas que poseen carga el�ctrica; as�, los protones contienen una carga positiva, mientras que los electrones la poseen negativa.

Un �tomo en condiciones normales es el�ctricamente neutro, ya que posee la misma cantidad de cargas positivas y negativas. Cuando se provoca un desequilibrio en las cargas de un �tomo se produce un ion, si el �tomo pierde una o algunas de sus cargas positivas adquiere carga negativa, si contrariamente el �tomo pierde electrones quedar� con un n�mero mayor de cargas positivas, por lo que formar� un ion positivo. Resumiendo lo anterior, un ion se forma cuando un �tomo presenta desigualdad entre el n�mero de cargas el�ctricas, esto es, cuando est� electrizado.

El frotamiento, el contacto y la inducci�n son tres de las formas m�s empleadas para electrizar un cuerpo.

La electrizaci�n por frotamiento se obtiene cuando dos cuerpos de diferente material son frotados entre s�; por ejemplo: cuando se frota una varilla de vidrio en un pedazo de seda.

El vidrio adquiere una carga el�ctrica positiva al perder un determinado n�mero de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atra�das por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedar cargados el�ctricamente ambos cuerpos, ejercen una influencia el�ctrica en una zona determinada que depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha zona se llama campo el�ctrico.

Cuando un campo el�ctrico es acercado a un cuerpo neutro, �ste adquiere una carga del mismo signo que la del campo el�ctrico; si se mantiene el campo el�ctrico cerca del cuerpo llegar� un momento en que �stos se rechacen, pues ambos tendr�n carga el�ctrica del mismo signo. Esta forma de electrizar un cuerpo se denomina inducci�n.

El estudio de la electrost�tica ha determinado que cargas el�ctricas del mismo signo se rechazan, y que cargas de signo contrario se atraen; esta ley se ha empleado en un instrumento llamado electroscopio, el cual sirve para identificar si un cuerpo se encuentra cargado el�ctricamente o si se encuentra en un estado neutro.

Electroscopio

Cuando un cuerpo posee alg�n tipo de carga el�ctrica y se pone en contacto con la esfera de cobre del electroscopio, la carga corre por el alambre de cobre hasta las laminillas, las cuales adquieren cargas iguales y se rechazan entre s�. La electrizaci�n que han recibido las laminillas es una electrizaci�n por contacto.

Ley de Coulomb

El f�sico ingl�s Carlos Agust�n de Coulomb realiz� varios ensayos sobre la electrizaci�n por frotaci�n, lo que permiti� que se establecieran bases m�s firmes en la electrost�tica, pues de dichos ensayos dedujo la ley que lleva su nombre, la cual enuncia:

La fuerza de atracci�n o repulsi�n que se establece entre dos cargas el�ctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Este enunciado se expresa matem�ticamente en la siguiente igualdad: donde: F = fuerza de atracci�n o repulsi�n entre cargas = cargas el�ctricas d = distancia entre cargas k = constante

Ejemplo:

�Qu� fuerza experimentar�n dos cargas de , las cuales se encuentran colocadas a un metro de distancia?

El signo negativo indica que las cargas se atraen.

Ejemplo:

�Qu� fuerza experimentar�n dos cargas de separadas por 2 metros de distancia?

El resultado positivo indica que las cargas se rechazan.

Conductores y aislantes

Toda la materia est� constituida por �tomos y �stos a su vez contienen cargas positivas y negativas. Hay cuerpos que tienden a mantener fijas sus cargas, pero existen otros en los cuales una parte de la carga se puede desplazar; los cuerpos que mantienen fijas sus cargas o que les permiten un movimiento muy reducido se conocen como materiales no conductores o aislantes y a los cuerpos en los que las cargas se mueven con facilidad se les denomina materiales conductores.

Los materiales que son buenos conductores son aquellos formados por �tomos que en su �ltimo nivel energ�tico tienen menos de cuatro electrones, por lo que los metales son los mejores conductores, puesto que sus electrones se pueden mover con facilidad y ello da como resultado que sean buenos conductores de la electricidad; en cambio, cuando un material aislante es electrizado, s�lo se electriza en la parte por donde se hizo contacto, por lo que no permite que las cargas circulen a trav�s de �l.

Aparte de los metales, tambi�n las soluciones de sales en agua (electr�litos) permiten una buena conducci�n de la electricidad.