Todos los cuerpos están formados por esas estructuras básicas que llamamos
átomos.
Los átomos están formados a su vez por
protones positivos,
electrones negativos y unas partículas neutras llamadas
neutrones.
Protones y
neutrones se encuentran en el
núcleo. Los
electrones giran alrededor de ese núcleo.
En los materiales sólidos los átomos ocupan posiciones fíjas.
Si bien cada átomo mantiene su lugar dentro del material, los
electrones más
externos de cada uno de ellos se mueven con más o menos libertad.
En algunos materiales, llamados
conductores, los electrones pueden desplazarse libremente en la red de átomos.
En otros, denominados
aislantes, los electrones tienen restringida esa libertad de movimiento.
Los
metales son buenos
conductores
Algunos
elementos no metálicos y materiales como el
vidrio, la
madera o el
caucho, son
aislantes.
Cuando se agregan cargas a un cuerpo hecho de material
conductor, estas se
distribuyen uniformemente en todo el cuerpo.
Cuando se agregan cargas a un
aislante, estas quedan
localizadas en un lugar (a pesar de rechazarse unos a otros, los electrones no pueden desplazarse a otras zonas del cuerpo).
Cuando se acerca un cuerpo cargado a otro descargado (sin tocarlo) se produce un fenómeno conocido como
polarización.
La
polarización consiste en una
distribución no homogénea de cargas.
Por ejemplo: La presencia de una barra de vidro cargada positivamente en las cercanías de una esfera neutra de bronce provocará que los electrones del metal traten de ubicarse lo más cerca posible de la barra, atraídos por las cargas positivas. Esto dejará a la esfera con
dos regiones eléctricamente diferentes: una tendrá
exceso de electrones y será negativa; la otra, con
déficit de electrones, será positiva. La esfera está
polarizada.
El cuerpo polarizado es eléctricamente
neutro pero su distribución de cargas no es uniforme.
Las animaciones que siguen, le permitirán observar el fenómeno. En ambos casos haciendo clic en la imagen se accede a la aplicación; una vez allí arrastre con el mouse la barra cargada, acérquela a la esfera y observe los resultados. (las animaciones están en francés pero son muy intuitivas y no tendrá inconvenientes)
Cuando un cuerpo polarizado
se conecta a tierra (o simplemente se lo toca) se produce una
transferencia de cargas (electrones) desde o hacia el cuerpo. Como consecuencia del ingreso o salida de electrones el
cuerpo polarizado (inicialmente neutro) adquiere
carga neta.
Si ahora se quita la conexión a Tierra y se aleja el
inductor (en nuestro ejemplo la barra de vidrio con carga positiva), el cuerpo, que inicialmente estaba neutro, quedará cargado.
De los objetos que adquieren carga eléctrica mediante este mecanismo se dice que se han cargado
por inducción.
Si bien el efecto de polarización es más evidente en los materiales conductores, los aislantes también se polarizan. En estos casos, aunque los electrones no pueden desplazarse con libertad de un lugar a otro del cuerpo, individualmente cada átomo puede perder su uniformidad y mostrar zonas
"más positivas" y zonas
"más negativas". En ocaciones esto será suficiente como para que se experimentes acciones de atracción y repulsión.
Preguntas
1. ¿Con qué tipo de carga queda un cuerpo que fue cargado por inducción si el inductor tiene carga negativa? ¿Por qué?
2. El electroscopio es un dispositivo como el de la figura que consiste en un vástago metálico que termina en dos laminitas muy delgadas también metálicas. Cuando se acerca un cuerpo cargado a la esferita del electroscopio (sin tocarla), las laminitas se separan ¿Por qué ocurre esto?
3. Se quiere cargar por inducción una esferita metálica, que está en estado neutro, de manera que quede positiva. Se dispone (además de la esferita) de: un trapo de seda, una varilla de vidrio y un pedazo de caucho (todos en estado neutro). Indique qué procedimiento podría realizar para lograr cargar la esfera según lo pedido.
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