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6.1. Fuerzas electrostáticas y electrización

Objetivo

OA8 Analizar las fuerzas eléctricas, considerando: Los tipos de electricidad y los métodos de electrización

Conocimiento previo

Observa el experimento y luego contesta la pregunta planteada 

A pensar

¿Por que crees que el globo luego de ser frotado en el pelo se pega a la pizarra? 

Cargas eléctricas

En la actividad anterior pudiste observar que el globo, al ser frotado, es atraído por la pizarra, este adquiere propiedades que les permiten atraer objetos . Pero ¿cómo se explica este fenómeno? La respuesta se relaciona con una propiedad llamada carga eléctrica, la cual puede ser adquirida por los cuerpos al ser frotados. Esto se debe a que las partículas que componen el átomo tienen esta propiedad que, manifestada en cuerpos mayores, puede producir atracción o repulsión. Esta interacción es conocida como fuerza electrostática.

¿De dónde provienen las cargas eléctricas?

¿Has escuchado hablar del átomo? Es la unidad básica de toda la materia; cada ser vivo u objeto que existe está compuesto por ellos.

Los átomos están formados por protones con carga positiva, neutrones que no tienen carga, y electrones con carga negativa. Por ahora nos interesarán los protones y electrones (en la unidad 1 los estudiamos con mayor profundidad).
En general, los átomos tienen la misma cantidad de protones que de electrones y por lo tanto son neutros. Cuando un cuerpo adquiere carga eléctrica, significa que tiene mayor cantidad de protones (carga positiva) o de electrones (carga negativa), en ese caso se habla de cuerpos electrizados.

¿Cuándo hay atracción y repulsión de cargas?

Observa las siguientes imágenes, ¿qué semejanzas y diferencias observas?

Si las cargas eléctricas son del mismo tipo, es decir, ambas positivas o negativas, se repelen. Y si son de tipos opuestos, se atraen. Según lo explicado, ¿qué ocurre en las imágenes A y B?

¿Cuándo un material es conductor y cuándo es aislante?

Habrás escuchado alguna vez cuando dicen: ¡No toques los cables!, o ¡Cuidado con los cables, que están pelados! Existen materiales que permiten que las cargas eléctricas circulen fácilmente, y otros que les oponen una gran resistencia. Observa el siguiente vídeo para aclarar esta situación. 


Como pudiste ver en el vídeo anterior, hay materiales que encendieron la ampolleta y otros no; incluso algunos lo hicieron con distinta intensidad. Esto se debe a que hay materiales que permiten que las cargas eléctricas, específicamente los electrones, circulen con mucha facilidad; en cambio, otros oponen resistencia a la libre circulación de las cargas. Los metales, por ejemplo, tienen electrones libres que se pueden mover, mientras que los plásticos y la madera no. Cuando un material no permite que los electrones circulen a través de él, se dice que es un aislante eléctrico, mientras que si permite la libre circulación de los electrones, corresponde a un conductor eléctrico.

¿Cómo se puede electrizar un cuerpo?

Como ya hemos visto, un objeto está cargado eléctricamente cuando presenta un exceso de cargas negativas o positivas. El proceso mediante el cual un material experimenta dicho fenómeno se conoce como electrización. Los tipos de electrización son los siguientes: 

1) Electrización por frotación o fricción

Cuando frotamos un cuerpo con otro cuerpo pueden pasar cargas eléctricas (electrones) de un cuerpo al otro. Uno queda cargado positivamente (el que pierde electrones) y otro queda cargado negativamente (el que gana electrones).

2) Electrización por contacto

Cuando un cuerpo cargado se pone en contacto con otro, la carga eléctrica se distribuye entre los dos y, de esta manera, los dos cuerpos quedan cargados con el mismo tipo de carga, es decir, si se toca un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.

3) Electrización por inducción

Cuando acercamos un cuerpo con carga eléctrica a otro cuerpo en éste se produce una separación de cargas (no existe contacto directo). Las cargas del mismo signo se alejan y las cargas de distinto signo se acercan al cuerpo electrizado. Estas últimas, que están más cerca del cuerpo electrizado, hacen que los dos cuerpos se atraigan. Por ultimo si conectamos al objeto con cargas separadas a tierra, las cargas negativas fluyen hacia la tierra dejando al cuerpo cargado positivamente.