Electrostática

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Historia

    Tales de Mileto (s. VII a.J.C.) cita como el ámbar puede atraer cuerpos ligeros cuando se frota.

    En el s. XVI Gilbert ya observó la diferencia entre conductores y aislantes.

    Otto Von Guericke inventó la primera máquina electrostática, que constaba de un globo de azufre que se hacía girar y que permitió obtener la primera chispa eléctrica en ?????

    En 1727, Gray observó que los conductores podían ser electrizados con tal de que estuviesen aislados. Dufay demostró la existencia de dos tipos de electricidad, vítrea (positiva) y de la resina (negativa). En 1745, Pieter Von Musschenbroek descubrió el condensador eléctrico al inventar la botella de Leiden. Franklin hizo ver el poder de las puntas y su aplicación a los pararrayos.

    Fue a Coulomb a quien se deben los primeros estudios cuantitativos. En 1785 demostró que las repulsiones y atracciones eléctricas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia. También descubrió que la electrización de los conductores era superficial. Sus resultados experimentales comprobados analíticamente por Laplace, Biot, Gauss y Poisson, y la teoría de la influencia del físico Miguel Faraday terminaron por establecer el estudio de la electrostática.

El electrón

    En 1833 los trabajos de Faraday sobre electrólisis introdujeron como “unidad natural” de carga eléctrica los iones, que facilitan el paso de la corriente en las soluciones electrolíticas.

    No fue hasta 1895 cuando Jean Perrin señaló la existencia de los electrones. La carga del electrón fue medida en 1911 por Millikan.

    Partiendo de las ideas de Helmholtz, en 1881 G. Johnstone Stoney inventó la palabra electrón para designar en primer lugar la cantidad elemental de electricidad y luego, la partícula portadora de esta carga.

    En 1924 fue necesario admitir que el electrón podía manifestar en algunas circunstancias un comportamiento ondulatorio (hipótesis de De Broglie). El electrón no es una onda, ni un corpúsculo, es una partícula cuántica que posee masa, carga y spin, que debe considerarse como un objeto caracterizado por su densidad de probabilidad de localización.

Teoría

    El arrancamiento de electrones producido por frotamiento de un material permite su electrización. Las cargas eléctricas así creadas se localizan en el lugar frotado si el material es aislante, pero se reparten por toda la superficie si este es conductor.

    Entre dos cargas eléctricas Q1 y Q2 separadas por una distancia r se ejerce la fuerza de Coulomb:

    ε0 es la permisividad del vacío, en el S.I.:

    Esta fuerza, dirigida según la recta que une las dos cargas es atractiva si las cargas son de signo contrario, y repulsiva si son del mismo signo.

Campo eléctrico

Tensión

El condensador

    Un condensador está constituido por dos conductores separados por un aislante. A los conductores, por ser en principio planos enfrentados, se les denomina placas y al aislante dieléctrico.

    La característica más importante de un condensador es su capacidad, que para una determinada tensión V indica que cantidad de carga eléctrica puede acumular. La carga almacenada depende directamente de la capacidad y de la tensión:

    La capacidad de un condensador determinado es fija (condensadores fijos) y depende de su construcción. El valor de la capacidad aumenta si es mayor la superficie de las placas, si disminuye su separación y si el tipo de dieléctrico tiene mayor poder aislante.

    También se fabrican condensadores variables, en los que variando la superficie de placas enfrentadas o su separación puede conseguirse un valor de capacidad entre un máximo y un mínimo.

    La energía que puede almacenar un condensador:

    Continuará ...


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