Electrostática

Es la parte de la física que se ocupa del estudio de las propiedades y las acciones de las cargas eléctricas en reposo

Modelo atómico de Bohr

El modelo atómico de Bohr1 o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Dado que la cuantización del momento es introducida en forma ad hoc, el modelo puede considerarse transicional en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión carácterísticos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

Electricidad

Forma de energía que produce efectos luminosos, mecánicos, caloríficos, químicos, etc., y que se debe a la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos

La velocidad de giro y la masa originan una fuerza parecida a una aspiradora que actúa sobre el medio que la rodea. Esta fuerza se llama electricidad

Electrón libre

Son aquellos que no giran alrededor de ningún núcleo

Carga eléctrica

Entendemos por carga eléctrica a cualquier porción de materia que le sobran o le faltan electrones

Electrización por frotamiento

En general puede decirse que  cuando se frotan dos cuerpos de distinta naturaleza se produce una transferencia de electrones desde uno de los cuerpos hasta el otro, el que perdíó los electrones quedo cargado positivamente y el que los gano quedo cargado negativamente

Electrización por contacto

Cuando dos cuerpos se cargan por contacto, el cuerpo electrizado le comunicara al otro una carga de su mismo signo Electrización por inducción
La inducción electrostática es el proceso de separación de cargas de un conductor, producida por el acercamiento de un cuerpo electrizado, donde las cargas adquiridas son de signos opuestos a la carga del inductor

Si un cuerpo A cargado positivamente lo acercamos a otro B en estado neutro se produce el efecto de atracción y repulsión sobre las cargas eléctricas de B, originando un desequilibrio en la forma de distribuirse, pues los electrones se sitúa los más cerca de A, quedando la parte más alejada de B con relación a A con carga positiva 

Distribución de la carga eléctrica en los cuerpos

Para determinar experimentalmente la distribución de las cargas eléctricas en un cuerpo, usamos el electroscopio;
El mayor o menor ángulo que forman las hojas nos indica la mayor o menor cantidad de carga eléctrica

Densidad superficial de carga eléctrica

La carga eléctrica se distribuye sobre la superficie del cuerpo que la contiene pero generalmente en forma irregular, dependiendo de las carácterísticas de dicha superficie, por lo cual definiremos otra magnitud física relativa a la cantidad de carga que hay en cada unidad de superficie que llamamos densidad superficial de carga eléctrica y que se mide por el cociente que resulta de dividir la carga entre la superficie que lo contiene

Electroscopio

Es un aparato que también se usa para determinar si un cuerpo está cargado de electricidad, y consiste en una barra metálica en posición vertical que su parte superior termina en una esfera metálica y en su parte inferior hay dos hojas metálicas muy livianas unidas por uno de sus extremos; estás hojas pueden ser de oro, plata, estaño, etc. Todo este conjunto está situado dentro de un recipiente de vidrio que protege a las hojas de la corriente de aire

Importancia de la ley de Coulomb

Es algo más que la descripción y cálculo de las fuerzas que actúan entre esferas cargadas de electricidad, y la mejor comprobación de ella se encuentra en la validez de muchas conclusiones que hay deducidas de ella, más bien que en los experimentos directos con las cargas puntuales

Esta ley analizada en base a la estructura de la física cuántica describe en forma correcta las fuerzas eléctricas que ligan a los electrones de un átomo con su núcleo y a las fuerzas que ligan a los átomos y moléculas entre sí para formar los cuerpos  sólidos y líquidos

Campo eléctrico

Entendemos por campo eléctrico a todo el espacio alrededor de un cuerpo electrizado, dentro del cual su acción es apreciable, es decir, que aunque el campo eléctrico que origina un cuerpo cargado de electricidad se extiende hasta el infinito, en la práctica solamente consideramos  que hay campo eléctrico en donde se puede detectar una fuerza de origen eléctrico que actúa sobre un cuerpo de prueba

Campo eléctrico uniforme

Es aquel que en todos sus puntos la intensidad tiene la misma dirección sentido y modulo

Intensidad del campo eléctrico en un punto

Como un campo eléctrico es vectorial, significa que cuando dicho campo está formado por varias cargas o cuerpos electrizados. Su acción sobre un carga eléctrica situada en él es igual a la suma vectorial de cada una de las acciones individuales

Si el cuerpo eléctrico está formado por cargas eléctricas puntuales y la carga de prueba también es puntual, la acción resultante sobre esta carga se puede calcular aplicando la ley de coulomb

La intensidad del campo eléctrico en un punto la definimos como la fuerza que aplica del campo sobre la unidad positiva de carga eléctrica, situada en dicho punto y la medimos por el cociente que resulta de dividir la fuerza que aplica el campo entre la carga que está situada en dicho punto   

Intensidad de campo originada por una carga puntual

Si en el ámbito del campo eléctrico creado por una carga puntual, colocamos una carga de prueba q   a una distancia d, el módulo de la fuerza que actúa sobre la carga de prueba se calcula por la ley de coulomb

Línea de campo

Para “visualizar” geométricamente un campo eléctrico  se dibujan líneas de fuerza, que son líneas flechadas y representan la trayectoria, dirección y sentido, por donde se movería una carga eléctrica positiva (carga de prueba), colocada en dicho campo

Las propiedades de las líneas de campo

se pueden resumir en:

• El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto.
• Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas.
• El número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional a dicha carga.
• La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico en dicho punto.
• Las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían dos vectores campos eléctricos distintos.
• A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual.

Dipolo eléctrico

Las líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales de igual magnitud pero de signos opuestos  son conocidas como dipolo eléctrico, es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí.

Flujo de campo eléctrico

Entendemos por flujo de campo eléctrico al número total de líneas de fuerza que atraviesan a una superficie que puede ser abierta o cerrada, o que está situada en un campo eléctrico

Ley de Gauss

La ley de Gauss nos permite calcular de una forma simple el módulo del campo eléctrico, cuando conocemos la distribución de cargas con simetría esférica o cilíndrica tal como veremos en esta página.Cuando el vector campo eléctrico E es constante en todos los puntos de una superficie S, se denomina flujo al producto escalar del vector campo por el vector superficie Φ =E·
S

El vector superficie S es un vector que tiene por módulo el área de dicha superficie, la dirección es perpendicular al plano que la contiene.

Cuando el vector campo E y el vector superficie S son perpendiculares el flujo es cero