ELECTROSTÁTICA
La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.
Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la electricidad estática era algo diferente de la electricidad obtenida por otros métodos. Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales.
La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc. Los pequeños componentes de los circuitos electrónicos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos y embalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentes semiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitos internos de protección antiestática.
CONDUCTORES Y AISLANTES.
Cuando un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas eléctricas, bajo la acción de las fuerzas correspondientes, se redistribuyen hasta alcanzar una situación de equilibrio. Algunos cuerpos, sin embargo, ponen muchas dificultades a este movimiento de las cargas eléctricas por su interior y sólo permanece cargado el lugar en donde se depositó la carga neta. Otros, por el contrario, facilitan tal redistribución de modo que la electricidad afecta finalmente a todo el cuerpo. Los primeros se denominan aislantes y los segundos conductores.
Formas de electrizar un cuerpo:
La electrización por frotamiento se obtiene cuando dos cuerpos de diferente material son frotados entre sí; por ejemplo: cuando se frota una varilla de vidrio en un pedazo de seda.
El vidrio adquiere una carga eléctrica positiva al perder un determinado número de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atraídas por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas.
Cuando un campo eléctrico es acercado a un cuerpo neutro, éste adquiere una carga del mismo signo que la del campo eléctrico; si se mantiene el campo eléctrico cerca del cuerpo llegar a un momento en que estos se rechacen, pues ambos tendrán carga eléctrica del mismo signo. Esta forma de electrizar un cuerpo se denomina inducción.
Cuando un cuerpo posee algún tipo de carga eléctrica 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 sí. La electrización que han recibido la laminilla es una electrización por contacto.
La ley de Coulomb:
La ecuación fundamental de la electrostática es la ley de Coulomb, que describe la fuerza entre dos cargas puntuales Q1 y Q2. Dentro de un medio homogéneo como es el aire, la relación se expresa como:
El campo eléctrico:
El campo eléctrico (en unidades de voltios por metro) se define como la fuerza (en newtons) por unidad de carga (en coulomb). De esta definición y de la ley de Coulomb, se desprende que la magnitud de un campo eléctrico E creado por una carga puntual Q es:
Jaula de Faraday:
Se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electroestático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, la caiga positiva se queda en las posiciones de la red: Los electrones sin embargo que en en un metal son libres empiezan a moverse puesto que sobre ella actúa una fuerza dada por donde he es la carga del electrón. Como es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico. Y aunque la carga sea cero uno de los lados de la caja se queda en exceso de carga negativa. Y del otro lado carga positiva. Este desplazamiento de las cargas hace que en interior de la caja se cree un campo eléctrico.
MAGNETISMO
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerza de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que común mente se llaman imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
Los imanes:
Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado.
En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural.
La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.