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Electrostática

Electrostática

Se denomina electrostática a la especialización de la física centrada en el análisis de los sistemas que forman los cuerpos con carga eléctrica en equilibrio. Estos cuerpos, al tener carga eléctrica, provocan reacciones de rechazo y atracción, generándose los llamados fenómenos electrostáticos.

Cuando un objeto acumula cargas eléctricas, produce electricidad estática. Dicha acumulación puede generarse si dos materiales se frotan, ya que los electrones pasan de una superficie a otra por la diferencia de niveles energéticos (los dos cuerpos quedarán cargados, uno con carga negativa y el otro con carga positiva). Con el contacto, puede aparecer una descarga electrostática: una corriente eléctrica que circula de forma momentánea entre los objetos que tienen distinto potencial.
Por otra parte, si un elemento neutro es tocado por otro que dispone de carga eléctrica, los dos resultarán con el mismo tipo de carga.

La Electrostática es la parte del electromagnetismo que estudia la interacción entre cargas eléctricas en reposo.

Por estar cargadas y a una cierta distancia, las partículas ejercen fuerzas eléctricas unas sobre otras. De acuerdo con la segunda Ley de Newton, el resultado de estas fuerzas debe ser un movimiento acelerado de las diferentes cargas. Supondremos que esto no ocurre porque actúan sobre ellas otras fuerzas no consideradas que retienen a las cargas en la misma posición.

A pesar de su aparente irrealidad (ya que una carga no puede mantenerse inmóvil flotando en el espacio), la electrostática posee una gran aplicación ya que no solo describe aproximadamente situaciones reales, sino porque sirve de fundamento para otras situaciones electromagnéticas. En el campo de la electrostática aparecen el principio de superposición, la ley de Gauss, el potencial eléctrico, la ecuación de Laplace… todos los cuales se utilizan más adelante.

La electrostática se subdivide en dos situaciones:

Electrostática en el vacío

Supone que las cargas están inmóviles flotando en el espacio.

Electrostática en medios materiales

Supone que las cargas se encuentran en el interior o en la superficie de medios materiales. A su vez, éstos se suelen clasificar en dos tipos:

Conductores

Son aquellos materiales (típicamente metálicos) que permiten el movimiento de cargas por su interior. En electrostática esto implica que las cargas se encuentran en equilibrio ya que pudiendo moverse no lo hacen.

 Dieléctricos

Son aquellos materiales (típicamente plásticos) que no permiten el movimiento de cargas por su interior. En electrostática esto implica la existencia de cargas ligadas, que no pueden abandonar los átomos a los que pertenecen.

Aunque en la mayoría de los casos prácticos consideraremos cargas dentro de medios materiales, la electrostática en el vacío es válida como fundamento de todo lo que sigue, puesto que estos son vacíos en su mayor parte.

¿Cómo se genera la electricidad estática?

La electricidad estática es un fenómeno de las superficies que se genera cuando dos o más cuerpos entran en contacto y se separan de nuevo. Esta acción da lugar a una separación o transferencia de electrones negativos de un átomo a otro. El nivel de carga (la fuerza del campo) depende de varios factores: el material y sus propiedades físicas y eléctricas, la temperatura, la humedad, la presión y la velocidad de separación. Cuanto mayor es la presión o la velocidad de separación, mayor es la carga.

  • Un ejemplo;

    Uno de los ejemplos más simples y conocidos del fenómeno de la electrostática puede constatarse en un sencillo experimento el cual consiste en los siguientes pasos:
  1. Escoger un bolígrafo y frotarlo con fuerza sobre una superficie de tela, especialmente si éste es de lana.
  2. Acercarlo a varios pedacitos de papel.

De acuerdo a lo indicado por los textos de Física, la carga electroestática que recibió el bolígrafo al ser frotado contra la lana y recibió algunos electrones por parte de la tela, siendo capaz ahora de atraer los pequeños trozos de papel a él.

La carga electrostática es mayor durante los meses de invierno debido a la baja humedad. Cuando la humedad relativa es alta, algunos materiales pueden absorberla y, como consecuencia, su superficie puede volverse semiconductiva. Debido a la transformación de la superficie en (semi)conductiva, la carga electrostática permanece a niveles bajos o puede incluso llegar a desaparecer. La serie triboeléctrica contiene numerosos materiales. Cuando se produce fricción, esos materiales pasan a tener una carga positiva o negativa. La magnitud y la polaridad de la carga dependen de la posición del material en la serie.

¿Cómo eliminar la electricidad estática?

La electricidad estática afecta a gran variedad de aspectos, desde procesos industriales hasta a las personas. Es por ello que eliminar la electrostática tiene una estrecha relación con el elemento y el ambiente donde se debe producir la ionización electrostática.

La electricidad estática es la acumulación de una carga eléctrica en la superficie de un objeto, la cual se produce debido a la existencia de una carga positiva y negativa desigual entre dos objetos. Aunque la electricidad estática podría parecer inevitable e imposible de detener, en especial en los meses secos de invierno, eliminarla es mucho más sencillo de lo que crees. Una vez que entiendas cómo se crea y se transfiere la electricidad estática, puedes seguir algunos pasos para reducirla cuando se inicie y controlar la forma en que se transfiere hacia tu cuerpo, reduciendo las descargas eléctricas cada vez que tocas algún objeto.

  • Si quieres reducir la “descarga”, simplemente usa una parte menos sensitiva de tu cuerpo para descargarla, como tus nudillos, codos, piernas o brazos.
  • Descargar en una pared de concreto también reduce la intensidad de la “descarga” a un simple cosquilleo.
  • Recurrir al metal: Una solución rápida para desprenderse de esa energía de más, es tocar alguna plancha metálica,debido a que son materiales que absorben la electricidad y la conducen a la tierra.
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