Carga eléctrica: Las 3 formas de electrizar un cuerpo🔌

Summary

El texto explica tres métodos para electrificar un objeto: frotación, inducción y contacto. La frotación genera carga al transferir electrones entre materiales, como se observa con el ámbar y la lana. La inducción electrifica un objeto al acercarle un cuerpo cargado, moviéndolo sin tocarlo, lo que causa una separación de cargas. Finalmente, la electrificación por contacto ocurre cuando dos objetos se tocan, compartiendo sus electrones. Los materiales, como metales y sales, pueden ser conductores, mientras que otros, como el ámbar y el plástico, son aislantes. La carga eléctrica se mantiene conservada y cuantizada, siendo el electrón la unidad básica de carga.

Takeaways

• 🔋 Existen tres formas de electrificar un cuerpo: frotación, inducción y contacto.
• 📚 Los griegos antiguos observaron que el ámbar podía atraer cabello o fibras al frotárselo con una prenda de piel, lo que indicaba una carga eléctrica temporal.
• 🧵 Otros materiales como el vidrio, el plástico y algunas piedras preciosas también muestran la propiedad de electrizarse al frotárselos.
• 👕 Al separar prendas de ropa recién sacadas de la secadora, las chispas son una señal de que las prendas se han electrizado durante la centrifugación.
• 🚗 Al deslizarse por un asiento de coche y sentir una descarga al tocar el mango o el chasis, se está experimentando la transferencia de carga eléctrica.
• ⚛️ Los protones tienen carga positiva, los neutrones ninguna y los electrones carga negativa. Los materiales son neutros cuando los protones y electrones son iguales en número.
• 🔌 La carga eléctrica se puede transferir de un material a otro al frotarse, lo que puede resultar en una carga neta en exceso o déficit de electrones.
• 👤 Benjamin Franklin clasificó la carga de la seda que frota el vidrio como positiva y la otra como negativa, basándose en su atracción o repulsión.
• ♻️ La carga eléctrica no se crea ni se destruye, se transfiere de un cuerpo a otro, respetando el principio de conservación de la carga eléctrica.
• ⚡ La carga eléctrica es cuantizada, y la cantidad mínima de carga es la del electron, que se denota como e = -1.6 x 10^-19 coulombs.
• 🌐 Los conductores, como los metales y las sales, permiten el movimiento libre de electrones, mientras que los aislantes, como el ámbar, el plástico y el vidrio, no lo hacen.
• 🔄 La electrificación por inducción ocurre cuando un objeto cargado se acerca a un metal sin tocarlo, provocando una redistribución de la carga eléctrica en el metal.
• 🤲 La electrificación por contacto ocurre cuando dos objetos se tocan directamente, permitiendo la transferencia de carga eléctrica entre ellos, siempre manteniendo la conservación de la carga.

Q & A

¿Cuáles son las tres formas de electrificar un cuerpo?

Las tres formas de electrificar un cuerpo son: frotación, inducción y contacto.

¿Qué observaron los griegos antiguos sobre el ámbar?

Los griegos antiguos observaron que el ámbar, el resina fosilizada de un árbol, era capaz de atraer pelo u objetos pequeños de fibra cuando se frotaba con un paño de piel.

¿Qué sucede cuando se separan prendas de ropa recién sacadas de la secadora?

Cuando se separan prendas de ropa recién sacadas de la secadora, se pueden ver chispas, lo que indica que la ropa se ha electrificado después de girar en el tambor.

¿Cómo se explica la atracción de papelitos por el peine después de peinar el cabello con un peine de plástico?

Al peinar el cabello con un peine de plástico, los electrones del cabello se liberan y terminan en el plástico, dejando un exceso de electrones que atraen objetos ligeros como papelitos.

¿Qué son los protones, neutrones y electrones en términos de carga eléctrica?

Los protones tienen una carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen una carga negativa.

¿Qué sucedería si se frota un bar de vidrio con un paño de seda?

Al frotar un bar de vidrio con un paño de seda, los electrones se liberan del vidrio y pasan a la seda, que los acepta fácilmente.

¿Qué descubrió Benjamin Franklin sobre la electricidad?

Benjamin Franklin descubrió que la electricidad podía ser positiva o negativa, dependiendo de la materia con la que se frotaba un objeto, y propuso el término 'electricidad positiva' para la carga que adquiere el vidrio frotado con seda, y la otra se llamó 'electricidad negativa'.

¿Qué principio se establece en relación con la conservación de la carga eléctrica?

El principio de conservación de la carga eléctrica establece que la carga no se crea ni se destruye, sino que se transfiere de un material a otro.

¿Cómo se explica la cuantización de la carga eléctrica?

La carga eléctrica es cuantizada, lo que significa que siempre se transfiere en cantidades enteras, ya que los electrones no se pueden fraccionar. El cuantum de carga, la carga más pequeña posible, es la del electron, representada por el símbolo e y con un signo negativo: e = -1.6 x 10^-19 coulomb.

¿Qué sucede durante la electrificación por inducción?

Durante la electrificación por inducción, un objeto metálico como una esfera puede electrificarse cuando un objeto cargado de plástico o caucho rígido se acerca a una parte de la esfera sin tocarla, mientras que se toca la otra parte con el dedo, permitiendo que la carga se transfiera al cuerpo y luego se quite el dedo y se aleje el objeto cargado, dejando la esfera con una carga neta positiva.

¿Qué diferencia hay entre conductores e insuladores en el contexto de la electrificación?

Los conductores, como los metales y las soluciones salinas, permiten que los electrones se muevan libremente dentro del material y así crear una corriente eléctrica. Los insuladores, como el ámbar, el plástico, el vidrio y el caucho rígido, no permiten este movimiento de electrones y, por lo tanto, no conducen la electricidad de manera eficiente.

Outlines

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🔋 El proceso de electrificación de cuerpos

El primer párrafo explica tres métodos de electrificar un objeto: frotación, inducción y contacto. Se menciona el descubrimiento de los griegos sobre el émbolo y su capacidad para atraer pequeños objetos tras ser frotado con una piel de animal. También se describen otros materiales con propiedades similares y se exploran fenómenos como las descargas estáticas después de usar la lavadora o al combarse el cabello con un peine de plástico. Se introducen las partículas subatómicas y su papel en la carga eléctrica, y se explica cómo la carga se puede transferir o compartir entre objetos en contacto o al acercarse uno a otro. Finalmente, se introduce la conservación y cuantización de la carga eléctrica, con énfasis en que la carga no se crea ni se destruye, sino que se transfiere, y que la carga es cuantizada, siendo el electrón la unidad más pequeña de carga.

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🔬 La inducción y el contacto en la electrificación

El segundo párrafo profundiza en los métodos de electrificación por inducción y contacto. Se describe cómo un objeto metálico puede adquirir una carga al acercarle un objeto cargado sin tocarlo, y cómo la carga se distribuye entre el objeto y el cuerpo humano. Se destaca la diferencia en la movilidad de los electrones entre metales y materiales no metálicos, y se definen conductores e insuladores. Además, se explica cómo la carga se puede transferir directamente entre dos objetos en contacto, compartiendo la carga de electrones en exceso o defecto. Se menciona la importancia de los semiconductores en la fabricación de dispositivos electrónicos y se da un ejemplo de cómo dos esferas metálicas cargadas pueden compartir su carga al ponerlas en contacto.

Keywords

💡Electrificar

Electrificar es el proceso de causar un desequilibrio en las cargas eléctricas de un objeto, lo que le confiere una carga neta. En el vídeo, se menciona que hay tres formas de electrificar un cuerpo: frotando, por inducción y por contacto. Este concepto es central para entender cómo los objetos pueden adquirir una carga eléctrica y cómo interactúan entre sí.

💡Carga neta

La carga neta es la diferencia entre el número de electrones y protones en un objeto, lo que determina si es positiva, negativa o neutra. En el vídeo, se discute cómo la carga neta se puede alterar mediante el frotamiento, lo que resulta en la atracción o repulsión de otros materiales, como se ve en el ejemplo de peinar el cabello con un peine de plástico.

💡Frabricación

La frotación es una de las formas mencionadas en el vídeo para electrificar un objeto. Involucra frotar un material con otro, lo que causa que uno de ellos capture o ceda electrones, dejando ambos con una carga neta. Por ejemplo, el ámbar adquiere una carga al frotárselo con una tela de piel, un fenómeno que los griegos antiguos observaron.

💡Inducción

La inducción es otra forma de electrificar un cuerpo, donde un objeto se electrifica debido a la presencia de una carga cercana sin contacto directo. En el vídeo, se describe un experimento donde un objeto metálico se electrifica al acercar un objeto cargado, mientras se toca el objeto metálico, demostrando cómo la carga se puede transferir a través de la inducción.

💡Contacto

La electrificación por contacto se refiere a la transferencia de carga eléctrica entre dos objetos en contacto directo. El vídeo explica que si un objeto tiene un exceso de electrones, puede compartirlos con otro objeto que tenga un déficit, siempre respetando el principio de conservación de la carga.

💡Protones, neutrones y electrones

Estos son los subatómicos mencionados en el vídeo que son fundamentales para entender la electricidad. Los protones tienen una carga positiva, los neutrones son neutros y los electrones tienen una carga negativa. La interacción de estos partículas es clave en el proceso de electrificación y la formación de cargas en los objetos.

💡Conservación de la carga eléctrica

El principio de conservación de la carga eléctrica afirma que la carga no se crea ni se destruye, sino que se transfiere de un material a otro. Este concepto es esencial en la física y se menciona en el vídeo para explicar que la suma total de la carga en un sistema cerrado permanece constante, independientemente de las transferencias que ocurran.

💡Carga cuantizada

La carga cuantizada es un concepto que se discute en el vídeo, indicando que la carga eléctrica siempre se transferirá en cantidades enteras, ya que los electrones no se pueden dividir. Esto significa que la carga mínima que puede transferirse es la del electron, lo cual es fundamental para entender cómo se mide y calcula la carga eléctrica.

💡Coulomb

El coulomb (C) es la unidad del Sistema Internacional (SI) para la carga eléctrica, como se menciona en el vídeo. Es la cantidad de carga transportada por un flujo de corriente de un ampere durante un segundo, y se utiliza para medir la carga de un objeto.

💡Conductores e insuladores

Los conductores y los insuladores son dos tipos de materiales que reaccionan de manera diferente a la electrificación, como se describe en el vídeo. Los conductores, como los metales, permiten que los electrones se muevan libremente, mientras que los insuladores, como el plástico o el vidrio, no lo hacen. Este concepto es crucial para entender cómo la electricidad fluye a través de diferentes materiales.

Highlights

Existen tres formas de electrificar un cuerpo: frotación, inducción y contacto.

Los griegos antiguos observaron que el ámbar podía atraer cabello o fibras al frotarlo con una piel de animal.

Otros materiales como el vidrio, el plástico y algunas piedras preciosas también muestran esta propiedad.

La frotación de la ropa en la secadora puede generar chispas, indicando que la ropa se ha electrificado.

Frotar el cabello con un peine de plástico puede hacer que atraiga papeles.

Al deslizarse en un asiento de automóvil, se puede sentir una descarga al tocar el mango o la carrocería.

Los protones tienen una carga positiva, los neutrones ninguna y los electrones una carga negativa.

La carga eléctrica se transfiere de un material a otro, respetando el principio de conservación de la carga eléctrica.

La carga eléctrica se transferencia en cantidades enteras, lo que demuestra que es cuantizada.

La carga mínima posible es la del electrón, representada por el símbolo e y un signo negativo.

El coulomb es la unidad SI para la carga eléctrica.

La electrificación por inducción ocurre cuando un objeto cargado se acerca a un metal sin tocarlo.

Los electrones en el metal tienen una mayor movilidad que en el vidrio o el plástico.

Los conductores permiten el movimiento de electrones, mientras que los aislantes no.

La electrificación por contacto ocurre cuando dos objetos se tocan directamente y comparten sus electrones.

Los semiconductores tienen un comportamiento intermedio entre conductores y aislantes y son importantes en la fabricación de dispositivos electrónicos.

Transcripts

There are three ways to electrify a body, or what is the same, to

cause a small imbalance in its electrical charges so that the object

acquires a net charge. These forms are rubbing, induction and contact.

The ancient Greeks had observed that amber, the fossilized sap of a tree,

was capable of attracting hair or bits of fiber when rubbed with a

fur cloth. Due to this, the material was electrified for a short time.

Other materials also have this interesting property,

such as glass, plastic and some precious stones.

For example, when separating the pieces of clothes just removed from the dryer, sparks fly,

indicating that the clothes were somehow electrified after spinning in the drum.

And if we comb our hair vigorously with a plastic comb, it will attract bits of paper.

It also happens that when sliding across a car seat, you feel an unpleasant jolt

when touching the handle or the bodywork. These phenomena have their origin in

subatomic particles: protons -with a positive charge-, neutrons -with no

charge- and electrons -with a negative charge-. Substances are normally in the neutral state,

since atoms have the same number of protons as electrons. But by rubbing

some with wool, silk or leather, they are able to attract or repel other materials.

And if an electrically charged body comes into contact with or approaches a second object,

it is capable of giving up or capturing charges, leaving the other equally electrified.

Let's see the ways it happens. Let us now look at each way of electrifying

bodies in detail. If you want to learn more slowly or get more information, you can visit

the link in the description. Electrification by rubbing

Electrification by rubbing consists of rubbing one material with another,

thus one of them captures or gives up electrons, leaving both with a certain net charge.

The electrons, although attached to the atomic nucleus formed by protons and neutrons, have good

mobility and the outermost ones can even detach themselves in certain cases. Of course, for

this you have to do a lot of work, which will depend on the nature of the material.

Combing the hair with a plastic comb causes the electrons

in the hair to be released and end up in the plastic, leaving it with an excess.

We can also try rubbing glass or ebonite bars with silk cloths. The

electrons are released from the glass and pass to the silk, which accepts them easily.

Now, when two glass bars rubbed with silk cloth are brought closer together, it is observed that they

repel each other. On the other hand, rubbing the ebonite or plastic bar with rabbit skin and bringing the

glass rubbed with silk closer, we observe that they attract each other. The same happens when experimenting with other materials:

some attract each other after being rubbed, and others repel each other. In any case,

it is due to an excess or deficiency of electrons. This means that there are two kinds of

electrical charge. When two bodies have different types of charge, they attract each other.

But if they have the same type, they repel each other. Benjamin Franklin (1706-1790) carried out

many experiments like these and suggested the name positive electricity that

silk-rubbed glass acquires, and the other type of charge came to be called negative electricity.

Conservation and quantization of electric charge

It is important to note that during charging processes it is neither created nor destroyed. What we

observe is that the charge passes from one material to another, therefore it is possible to establish the

principle of conservation of electric charge, as a fundamental principle of Physics.

It is analogous to when we say that energy is neither created nor destroyed, but rather transformed.

In the same way, it is established that the electric charge is neither created nor destroyed,

it is only transferred from one body to another. Another important fact is that when there is

transfer of electrons from one material to another, it always occurs in whole amounts,

because the electrons are not fractionated. It is therefore concluded that the electric charge is

quantized, being the quantum of charge -the smallest possible charge- that of the electron, denoted

by the symbol e and the negative sign: e = -1.6 x 10 -19 coulomb.

The coulomb, abbreviated C, is the SI unit for electric charge.

An object charged, say, by excess electrons, has n times this value

of negative charge. On the other hand, one with a defect in electrons has a ne charge with a positive sign.

Electrification by induction

No matter how much they are rubbed, metallic objects do not acquire a net charge by rubbing.

But a metal sphere becomes electrified when a charged plastic or rigid rubber bar approaches it from one side without touching

it, while touching it with the finger from the opposite side.

In this way the negative charge will pass from the sphere to the person's body.

Then the finger is removed and the bar is moved away, leaving the sphere with a net positive charge.

The experiment works regardless of whether the bar has a positive or negative charge,

but the sphere has to be made of metal, because if it is made of glass it cannot be charged in this way.

This is due to a very interesting property: electrons in metal have a higher mobility

than those in glass or plastic. Conductors and insulators

As we have seen, materials respond differently to electrification. Amber,

plastic, glass, and rigid rubber belong to the group known as insulators, while

metals and salt solutions are conductors. In conductors, at least one of the

outermost electrons of the atom has the facility to break off and move within the material.

Therefore, if an agent does the necessary work, the electrons can move in

an orderly way in metal wires or in salt water and thus create an electric current.

It should be noted that there is also a wide variety of materials with an intermediate behavior,

which are called semiconductors, very important in the manufacture of

electronic devices. Contact Electrification

Electric charge flows between two objects placed in direct contact. If there are excess

electrons in one, a part will pass to the other object. And if, on the contrary, there is a defect, one

of the objects could transfer electrons to the other, leaving the bodies with charges of the same sign.

For example, by touching a metal sphere with a previously charged plastic rod,

some of the excess electrons from the rod pass directly into the sphere.

In this way, the metal sphere has been charged by direct contact, sharing the excess

charge between them, always respecting the principle of charge conservation.

We can also put two charged metallic spheres in contact, placed on insulating supports.

If the spheres are identical, the charge will be shared equally between them.