La materia (eso que forma los cuerpos) se presenta en nuestro universo con dos característi- cas básicas: la masa y la carga.La primera es responsable de las interacciones gravitacionales.
La carga es lo que justifica la existencia de interacciones eléctricas.
(La fuerza gravitatoria y la fuerza eléctrica son dos de las interacciones fundamentales en la naturaleza).
Todo indica que existen dos tipos de carga (debemos a Benjamín Franklin la identificación de positiva y negativa que hoy les atribuimos).
Las cargas están asociadas a las partículas que constituyen la materia.
Los átomos, que son las estructuras básicas que forman el mundo material, están integrados por tres partículas elementales:
- El protón (con carga +)
- El electrón (con carga -)
- El neutrón (desprovisto de carga)
Salvo el isótopo más abundante del hidrógeno (que no tiene neutrones), todos los demás elementos tienen cantidades específicas de las tres partículas.
La carga negativa de un electrón es, en valor, igual a la carga positiva de un protón y, como la cantidad de electrones y protones es la misma, los átomos resultan ser eléctricamente neutros.
Un cuerpo es eléctricamente neutro no porque carezca de cargas sino porque tiene igual cantidad de cargas positivas y negativas (cantidad de electrones = cantidad de protones).
Por otro lado, un cuerpo está eléctricamente cargado cuando está "roto" ese equilibrio (la cantidad de electrones es mayor o menor que la cantidad de protones)
Existen tres maneras de cargar eléctricamente un cuerpo, y todas ellas implican alterar la cantidad relativa de electrones y protones.
En general son los electrones los que van y vienen alterando el equilibrio de cargas.
- Un cuerpo neutro que gana electrones queda con carga neta negativa
- Un cuerpo que pierde electrones queda con carga eléctrica positiva
Una de las maneras de cargar un cuerpo es por frotamiento. En el proceso de frotar dos cuerpos neutros (como por ejemplo una varilla de vidrio y un paño de seda) los electrones son "arrancados" de uno de ellos y retenidos en el otro.
En este mecanismo de transferencia de carga, el cuerpo receptor de los electrones queda con carga neta negativa.
El otro cuerpo, que perdió los electrones, queda con exceso de carga positiva.
Perder o ganar electrones depende de las características de los dos materiales que participan. En la limitada lista que sigue cada material se carga negativamente si se lo frota con alguno de los que están por arriba de él y se carga positivamente al entrar en contacto con los que están por debajo
- Asbesto
- Vidrio
- Lana
- Cuarzo
- Seda
- Algodón
- Madera
- Bronce
- Caucho
- Celuloide
- Goma
También es posible cargar un cuerpo por contacto. En este caso uno de los cuerpos es neutro pero el otro tiene carga neta (positiva o negativa).
Supongamos que el cuerpo cargado tiene exceso de electrones. Entonces, al ponerlo en contacto con el cuerpo descargado, se transfiere parte de esos electrones. De esta manera, el exceso de carga negativa, queda repartido entre ambos cuerpos.
A diferencia de lo que ocurre con la carga por frotamiento, en el proceso por contacto los dos cuerpos quedan con el mismo tipo de carga.
(El mecanismo de carga por inducción se explicará en otra entrada)
Preguntas:
1. ¿Cómo se comparan (semejanzas y diferencias) las cargas del protón y del electrón?
2. Un cuerpo A está cargado positivamente y se lo pone en contacto con otro cuerpo B en estado neutro. ¿Qué tipo de carga adquiere el cuerpo B? ¿Cuál es el sentido en el que se transfieren las partículas cargadas?
3. Se dispone de tres cuerpos neutros: una varilla de vidrio, un paño de seda y una esfera de bronce. Primero se frota la varilla con el paño de seda. Luego se ponen en contacto la varilla con la esfera de bronce. ¿Cuál o cuáles de los cuerpos quedan cargados? ¿Con qué tipo de carga? ¿Por qué?
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