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lulo

4

l:!lectrost :fi:ica y Electrodin .. á"l."l.-ica

Desde comienzos

del presente

siglo hemos aprendido

la materia y su comportamiento constituyentes propieda.j

básicos

que llamamos

positivamente, El núcleo partículas

,, •¡

bajo la acción de varias fuerzas externas.

de la materia CARGA

ncutras y no tienen carga ncta.

son partículas,

ELECTRlCA,

de

panÍCulas

cargadas cargadas

neutras llamadas NEUTRONES.

es igual al número de electrones

Es posible,

con la aplicación

átomo. La estructura

aunque algunas

positivamente

llamadas

Como la carga de un protón es igual a la

expulsar

positivamente

uno o rnús electrones

se llama lON. También

supone

necesaria

varía notablemente.

de una clase de átomo a otra.

cantidades

compamlivamentc

elementos

inertes,

mientras

y

PROTONES

que hay en el núcleo

la carga neta del átomo es Ilula .

un ion de un átomo siempre

requieren rclfttivamentc

son

cargado

cambios

de energía,

de energía

que los átomos

pero la cantidad Por ejemplo,

para eliminar

de los elementos

de un

es posible

a un átomo, dando un ion cargado negativamente.

gmndes

Los

tienen la

de las partículas

El número de protones

de fuerzns externas,

restante cargada

agregar exceso de electrones

de las cuales

de

negalivruncntc, llamadas ELECTRONES.

que 10 rodean.

de un electrón pero de signo opuesto,

--=:..-

la mayoría

Un átomo neutro consta de un núcleo masivo,

rodeado de partículas consta

mucho acerca de la estructura

Formar de energia

se necesitan

los electrones químicamente

de los activos

poca energía para fonnar iones.

Cuando los átomos se sitúan muy juntos, como 10 están en líquidos y sólidos, las cargas eléctricas

ejercen

las soluciones

1

fUel7..a5

entre si, que provocan

líquidas, esto causa a menudo

,.

•c'

\1 153

1.1

cierta reordenación

la formación

de las mismas.

En

de iones de ambos signo dc

l.

~ Introducdon

'!

D

IDFísita

p Ip fo'blen

Introducción

carga. En los metales los electrones están débilmente" asociados con los átomos y se

Puesto que cargasoiguales se repelen y cargas desiguales se atraen, una fuerza positiva

vuelven capaces de mo"erse libremente por el material. En rnuchos sólidos las cargas

es de repulsión mientras que una negativa es de atraccióno En otras palabras, una fuerza

del mismo están más o menos fijas, pero fuerzas externas pueden provocar reagrupación de las cargas.

En algunos

OlrOS

positiva produce el alejamiento entre las caigas y una negativa, el fenómeno inverso.

materiales, fucr/.as externas relativamente débiles

pueden causar la aparición de cargas libres capaces de producir movimi~nto.

CAMPO ELÉCTRICO

Para

muchos sólidos, la única carga que pueden mover es la transportada por los electrones.

La ley de Coulomb sobre la fuerza tiene la misma forma matemática que la ley de

objeto es cargado positivamente, esto sucle significar que los electrones

Newton sobre la gravüaci6n y puede tratarse en forma análoga, excepto por el hecbo de

Así, cuando

UD

han sido eliminados,

mienlras

que objetos cargados negativamente

han recibido

que la fuerza de gravitación es siempre de atracción, micntras que la eléctrica puede scr

electrones.

de atracción o de repulsión. Podemos considerar la fuerza de gravitación como surgida de la existencia de un campo

LEY DE COULOMB

gravitatorio, y en el ca'iO de una fuerza eléctrica, podemos considerar una carga como creadora de un CAMPO ELECTRlCO que ejerce una fuerza sobre la otra cargn.

Dos partículas cargadas que se encuentran en reposo, ejercen una fuerza eléctrica que actúa de una a otra. además dc la fuerza de gravitación.

Para todas las partlcuJas

Cuando se coloca una carga q en un punto del espacio, el campo eléctrico en dicho

conocidas como fundamentales, tales como ele,clrones o protones, la fucr7...Reléctrica es

punto ejercerá una fuerza F sobre la carga y está dada por:

mucho mayor que la fuerza de gravitación. La FUERZA ELECTR1CA es regida por la LEY DE COULOMB que expresa: "dos partículas cargadas que se encuentran en

(4-2)

reposo se atraen mutuamente si tienen signos de carga opuestos, o se repelen si tienen el

l"

mismo signo. ~on una fuer/.H cuya magnitud está dada por:

en donde "E" (vector), es la INTENSIDAD

DEL CAMPO

ELECTRJCO

en e¡lugar

de

la carga "q". F

(4-1)

k. -----

FUERZA

en donde "F" es In fuerzá ejercida entre las curgas, "q¡" y "q.z" son las cargas, "r" es la distancia enlre las mism