Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad básica de los electrones, protones y otras partículas subatómicas. Los electrones están cargados negativamente y los protones positivamente. Las cosas con carga negativa y las cosas con carga positiva se atraen entre sí. Esto hace que los electrones y los protones se peguen para formar átomos. Las cosas que tienen la misma carga se alejan entre sí (se repelen). Esto se llama la Ley de las Cargas. Fue descubierta por Charles-Augustin de Coulomb. La ley que describe la fuerza con la que las cargas se atraen y empujan entre sí se llama Ley de Coulomb.

Las cosas que tienen igual número de electrones y protones son neutras. Las cosas que tienen más electrones que protones están cargadas negativamente, mientras que las cosas con menos electrones que protones están cargadas positivamente. Los objetos con la misma carga se repelen. Las cosas que tienen cargas diferentes se atraen. Si es posible, la que tiene demasiados electrones dará suficientes electrones para igualar el número de protones de la que tiene demasiados protones para su carga de electrones. Si hay suficientes electrones para igualar los protones sobrantes, entonces las dos cosas dejarán de atraerse. Cuando los electrones se mueven de un lugar donde hay demasiados a otro donde hay muy pocos, eso se llama corriente eléctrica.

Cuando una persona arrastra los pies por una alfombra y luego toca un pomo de latón, puede recibir una descarga eléctrica. Si hay suficientes electrones de más, la fuerza con la que esos electrones se empujan unos a otros puede ser suficiente para que algunos de los electrones salten a través de un hueco entre la persona y el pomo. La longitud de la chispa es una medida de la tensión o "presión eléctrica". El número de electrones que se mueven de un lugar a otro por unidad de tiempo se mide como amperaje o "tasa de flujo de electrones".

Si una persona recibe una carga positiva o negativa, puede hacer que los pelos de la persona se ericen porque las cargas de cada pelo los alejan de los demás.

La carga eléctrica que se siente cuando uno recibe una descarga de un pomo u otro objeto suele ser de entre 25 mil y 30 mil voltios. Sin embargo, la corriente eléctrica sólo fluye brevemente, por lo que el flujo de electrones a través del cuerpo de la persona no causa daños físicos. Por otro lado, cuando las nubes adquieren cargas eléctricas tienen voltajes aún más altos y el amperaje (el número de electrones que fluirán en el rayo) puede ser muy alto. Eso significa que los electrones pueden saltar de una nube a la tierra (o de la tierra a una nube). Si esos electrones atraviesan a una persona, la descarga eléctrica puede quemarla o matarla.

Experimento histórico

El siguiente experimento es descrito por James Clerk Maxwell en su obra A Treatise on Electricity and Magnetism (1873). Normalmente, el vidrio y la resina tienen carga neutra. Sin embargo, si se frotan y luego se separan, serán capaces de atraerse mutuamente.

Si se frota un segundo trozo de vidrio con un segundo trozo de resina, se verá lo siguiente:

  1. Los dos trozos de vidrio se repelen.
  2. Cada pieza de vidrio atrae a cada pieza de resina.
  3. Las dos piezas de resina se repelen.

Si se juntan un objeto cargado y otro sin carga, la atracción será muy débil.

Los cuerpos que son capaces de atraer o repeler cosas de esta manera se dice que están "electrificados", o que están "cargados de electricidad". Cuando se frotan dos sustancias diferentes, se produce una carga eléctrica porque una de ellas cede electrones a la otra. La razón es que los átomos de las dos sustancias tienen un poder desigual para atraer electrones. Así, la que tiene mayor capacidad de atraer electrones tomará electrones de la que tiene menor fuerza de atracción. Si el vidrio se frota contra otra cosa, puede dar o tomar electrones. Lo que ocurre depende de lo que sea la otra cosa.

Las cosas que han tomado electrones se llaman "cargadas negativamente", y las que han cedido electrones se llaman "cargadas positivamente". No hay ninguna razón especial para estos nombres. Es sólo una convención (acuerdo) arbitraria (elección al azar).

Además de electrizarse por la fricción, los cuerpos pueden electrizarse de muchas otras maneras.

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Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es la carga eléctrica?


R: La carga eléctrica es una propiedad básica de los electrones, protones y otras partículas subatómicas. Los electrones tienen carga negativa mientras que los protones tienen carga positiva. Las cosas que tienen la misma carga se empujan unas a otras (se repelen).

P: ¿Quién descubrió la Ley de las cargas?


R: La Ley de las Cargas fue descubierta por Charles-Augustin de Coulomb.

P: ¿Qué describe la Ley de Coulomb?


R: La Ley de Coulomb describe la fuerza con la que las cargas se atraen y empujan entre sí.

P: ¿En qué se diferencian los objetos neutros de los que tienen cargas positivas o negativas?


R: Los objetos que tienen el mismo número de electrones y protones son neutros, mientras que los que tienen más electrones que protones están cargados negativamente y los que tienen menos electrones que protones están cargados positivamente.

P: ¿Qué ocurre cuando dos objetos con cargas diferentes entran en contacto?


R: Cuando dos objetos con cargas diferentes entran en contacto, se atraerán; si es posible, el que tiene demasiados electrones dará suficientes electrones para igualar el número de protones del que tiene demasiados protones para su carga de electrones. Si sólo hay suficientes electrones para igualar los protones de más, entonces las dos cosas dejarán de atraerse.

P: ¿Cómo se forma una corriente eléctrica?


R: Cuando los electrones se mueven de un lugar donde hay demasiados a otro donde hay muy pocos, eso se llama corriente eléctrica.

P: ¿Por qué las descargas eléctricas pueden ser peligrosas en algunos casos pero no en otros?


R: Las descargas eléctricas que se sienten cuando uno recibe una descarga de un pomo de puerta u otro objeto suelen ser de entre 25 mil y 30 mil voltios; sin embargo, como la corriente eléctrica sólo fluye brevemente, no causa daños físicos. Por otro lado, cuando las nubes adquieren cargas eléctricas tienen voltajes aún más altos y el amperaje (el número de electrones que fluirán en la descarga del rayo) puede ser muy alto - esto significa que si esos electrones de alto voltaje/alto amperaje atraviesan a una persona puede quemarla o matarla.

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