Carga y fuerza electrónica

    Carga y fuerza electrónica

    La carga y fuerza electrónica es un tema muy común y muy utilizado no solo en la asignatura de física. Es un tema que está presente en nuestro diario vivir aunque no lo notemos. Muchas veces solemos confundir la carga electrónica y la fuerza electrónica, pero lo cierto es que son temas muy distintos y que trabajan de la mano. En el presente artículo te enseñaré los datos más importantes de estas dos temáticas y todo lo que necesitas saber acerca de esto.

    Carga eléctrica

    Actualmente aún se desconoce por qué se origina dicha carga, lo que sí se sabe a ciencia cierta es que la materia ordinaria se compone de átomos y estos a su vez se componen de otras partículas llamadas protones (+) y electrones (-). Los protones se encuentran en lo que se conocemos como núcleo del átomo y los electrones, en lo que se conoce como corteza, que es la que gira en torno al núcleo. Dado que se encuentran en la periferia, estos se fugan (se pierden) o ingresan (se ganan) con facilidad.

    De igual modo se sabe que existen dos tipos de electrización (atractiva y repulsiva) y a su vez existen dos tipos de carga (positiva y negativa). Los electrones poseen carga negativa y los protones positiva, aunque son idénticas en valor absoluto. Millikan, en 1909 pudo medir el valor de dicha carga, simbolizado con la letra e, estableciendo que:

     e = 1.602 · 10-19 culombios

    Propiedades de la carga eléctrica

    Se cree que las propiedades de la carga eléctrica son:

    1. Ya que la materia se compone de protones y electrones, y teniendo en cuenta que su carga es e, se puede decir que la carga eléctrica es una magnitud cuantizada, o lo que puede ser lo mismo, la carga eléctrica de un cuerpo cualquiera siempre es un múltiplo del valor de e.
    2. La carga eléctrica de un cuerpo en cualquier caso se dice que es:
    • Neutra, cuando tiene igual número de electrones que de protones
    • Negativa, cuando tiene más electrones que protones.
    • Positiva, cuando tiene menos electrones que protones.
    1. Cualquiera que sea el fenómeno físico, la carga del sistema que se esté estudiando es igual es decir idéntica antes y después de que ocurra dicho fenómeno, aunque se encuentre distribuida de otra forma. Esto constituye lo que se conoce como el principio de conservación de la cargaLa carga ni se crea ni se destruye ya que su valor permanece constante.
    2. Las cargas pueden circular de manera libre por la superficie de determinados cuerpos. Aquellos que permiten dicho movimiento reciben el nombre de conductores y aquellos que no lo permiten se denominan aislantes.
    3. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas, tal y como lo dice la ley de Coulomb, depende exclusivamente del inverso del cuadrado de la distancia que los separa.

    Fuerza eléctrica 

     La ley de Coulomb establecida por el físico Charles Agustín de Coulomb en 1785 se puede resumir de la siguiente manera:

    • La fuerza es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión si son del mismo signo.
    • La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
    • Los cuerpos cargados generan una fuerza de atracción o repulsión al aproximarse.
    • El valor de esta fuerza es proporcional al producto del valor de sus cargas.
    ley de Coulomb

    ley de Coulomb

    La fuerza eléctrica con la que se repelen o atraen dos cargas en reposo es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y actúa en la dirección de la recta que las une. Entonces tenemos:

    F=K⋅Q⋅qr2

    Donde:

    • F es la fuerza eléctrica de atracción o repulsión. En el S.I y se mide en Newtons (N).
    • Q y q son los valores de las dos cargas puntuales. En el S.I y se miden en Culombios (C).
    • r es el valor de la distancia que las separa. En el S.I y se mide en metros (m).
    • K es una constante de proporcionalidad llamada constante de la ley de Coulomb. No se trata de una constante universal y depende del medio en el que se encuentren las cargas. En concreto para el vacío k es aproximadamente 9·109 N·m2/C2 utilizando unidades en el S.I.

    (Nota: recordemos que S.I es Sistema Internacional que es el sistema básico de medidas las cuales son 7, metros, kilogramo, segundo, kelvin, amperio, mol y candela.)

    Si nos fijamos bien, te darás cuenta que si incluyes el signo en los valores de las cargas, el valor de la fuerza eléctrica en esta expresión puede venir acompañada de un signo. Este signo será:

    • positivo. cuando la fuerza sea de repulsión (las cargas se repelen). ( + · + = + o – · – = + )
    • negativo. cuando la fuerza sea de atracción (las cargas se atraen). ( + · – = – o – · + = – )

    Por tanto, si te indican que dos cargas se atraen con una fuerza de 5 N, no olvides que en realidad la fuerza es -5 N, porque las cargas se atraen. 

    Conclusiones

    1. La fuerza eléctrica es la que ejerce una carga sobre otra y puede hacer que dichas cargas experimenten fuerzas de repulsión o de atracción. Si las cargas son iguales se repelen y si son diferentes se atraen. La magnitud de dicha fuerza está dada por la ley de Coulomb.
    2. La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta a escalas subatómicas y se manifiesta mediante las interacciones electrostáticas, tales como la fuerza de atracción y de repulsión.

    Te invito a observar el siguiente video con el fin de que despejes aún más tus dudas:

     

    No olvides dejarnos tus cometarios y suscribirte a nuestra plataforma educativa. También puedes visitarnos en YouTube donde encontraras múltiple contenido educativo.

     

    Deja una respuesta

    Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *