La respuesta es el átomo, todo el universo que en estos momentos intentamos explorar está constituido por partículas elementales que según el modelos atómico de Borh se descomponen en partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones.
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| Neils Borh (1885 - 1962) |
El nombre átomo proviene del griego indivisible, pero según el modelo atómico propuesto por Neils Borh los protones
y neutrones
constituyen un bloque apretado y compacto llamado núcleo y a gran distancia de él se ubican los electrones
girando a su alrededor. La masa del es de 9,1.10-31 Kg. Los eléctrrones están cargados negativamente, los protones posen carga positiva y los neutrones son partículas de carga neutra.
La siguiente imagen representa el modelo atómico de Borh.
Un átomo puede perder o ganar electrones mediante procedimientos mecánicos, para ello es necesario entender que un electrón pierde electrones queda cargado positivamanete porque en su estructura posee más portones que electrones, mientras que un átomo que gana electrones queda cargado positivamente porque interiormente posee más electrones que protones.
Algunos de los procedimientos mecánicos por los cuales un átomo puede ganar o perder electrones son los siguientes:
- Electrización por contacto.
- Electrización por inducción.
- Electrización por frotamiento.
- Efecto fotoeléctrico.
- Efecto termoiónico.
- Efecto piezoeléctrico.
En esta ocasión solo estudiaremos tres situaciones en los que los cuerpos pueden perder o ganar electrones.
Electrización por frotamiento:
Es
cuando se frotan dos cuerpos de distinta naturaleza y se produce una
transferencia de electrones.
Por
efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana
son liberados y cedidos a la barra,
con lo cual éste queda cargada
negativamente y aquella positivamente.
Electrización por inducción:
Se lleva a cabo cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo en estado eléctricamente neutro, es decir; posen la misma cantidad de electrones y protones.
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| Electrización por inducción |
Electrización por contacto:
Se origina cuando un cuerpo cargado eléctricamente se pone en contando directo con un cuerpo eléctricamente neutro.
Esto se
debe a que habrá transferencia de electrones libres desde el cuerpo que
los posea en mayor cantidad hacia
el que los contenga en menor proporción y manteniéndose este flujo hasta
que la magnitud de
la carga sea la misma en ambos cuerpos.
Por tanto, podemos decir que las cargas eléctricas son propiedades fundamentales de la materia, que los átomos son los ladrillos de la materia y que esto a su vez están creadas por cargas las cuales pueden ser positivas o negativas.
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| Inclusive el cuerpo humano es una compleja máquina cuya estructura está compuesta de diminutas partículas llamadas átomos de diversos compuestos químicos que por interacción van formando moléculas. |
La formación de los átomos y moléculas se debe a la interacción entre las cargas, quienes se rigen por las siguientes condiciones:
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Gracias a esta regla los electrones
no chocan con el núcleo del átomo, debido a que una fuerza entre ellos se lo
impide.
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Las cargas de distintos signos se atraen y las cargas de igual signo se repelen.
Debido a la condición anterior y a la experimentación del físico francés Jean Theophile Desaguliers propone basándose en los estudios del investigador inglés Stephen Gray clasificar a las sustancias que permiten o impiden el paso de la electricidad en tres grandes categorias: conductores, semiconductores y aislantes.
Hasta 1784, esa fuerza de interación entre cargas era todo un mito y es gracia a Chales Augustin Coulomb quien valiéndose de una balanza de torsión, semejante a la usada por Henry Cavendish,pudo descifrar el misterio de las interacciones entre las cargas eléctricas mediante un estudio cuantitativo de las relaciones existentes entre las atracciones y repulsiones eléctricas, haciendo la deducción de la ley que hoy en día lleva su nombre: Ley de Coulomb.
¿Cómo se describe Ley de Coulomb?
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| Charles Augustin Coulomb (1736 - 1806) |
Charles Coulomb utilizando la balanza de torsión pudo darse cuenta que la fuerza eléctrica de interacción entre las cargas disminuía cada vez que aumentaba la distancia entre las cargas y la misma se hacía mayor cuando mantenía la distancia entre la carga se incrementaba, lo dicho anteriormente Coulomb los describió a través del siguiente postulado:
"La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa."
Dicho postulado se resume mediante la siguiente expresión matemática:
Donde F: es el vector fuerza eléctrica. q1 y q2 son las cargas que intervienen en el fenómeno. r es la distancia que separa a las cargas. U es el vector unitario que nos indica la dirección de la fuerza eléctrica. K es la constante de permitividad del medio; para los cálculos se asume que el medio en que interactúan las cargas es el vacío.
Unidades de la carga
La unidad práctica de la carga eléctrica es el Coulomb (C); siendo éste la unidad de la carga eléctrica en el Sistema Internacional (S.I.)
Un Coulomb es la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un alambre en un segundo cuando por él circula la corriente de un Amperé.
Submúltiplos y equivalencias del Coulomb
Unidades de la carga
La unidad práctica de la carga eléctrica es el Coulomb (C); siendo éste la unidad de la carga eléctrica en el Sistema Internacional (S.I.)
Un Coulomb es la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un alambre en un segundo cuando por él circula la corriente de un Amperé.
Submúltiplos y equivalencias del Coulomb
La siguiente tabla representa las equivalencias y submúltiplos de Coulomb.
