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Electricidad Estática

La acción de este fenómeno se puede observar a nuestro alrededor, al peinarnos, al acercar un tubo fluorescente a unos tendidos de alta tensión…

Electricidad

Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, con lo que tienden a repartirse por el pelo, haciendo que éste se separe...

Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, con lo que tienden a repartirse por el pelo, haciendo que éste se separe…

Toda la materia esta formada por minúsculas porciones denominadas átomos. Los átomos, a su vez, están conformados por un núcleo, compuesto por neutrones y protones, y por una corteza, donde se sitúan los electrones. Los neutrones no poseen carga eléctrica. Sin embargo, los protones tienen carga eléctrica positiva y los electrones, negativa. Dado que los electrones se encuentran en la corteza, pueden moverse entre átomos, haciendo que la carga neta de éstos varíe según la concentración de electrones. A estos elementos se denominan iones, y pueden ser positivos o negativos, en función de su carga neta.

Existen materiales denominados conductores que favorecen el movimiento de electrones entre sus átomos, mientras que otros los impiden totalmente y que por ello son denominados aislantes.

Electricidad Estática o Electrostática

Hay materiales que poseen unos electrones débilmente ligados, que tienden a perderlos cuando se ponen en contacto con otros materiales que tienen tendencia a ganarlos, obteniendo así mayor estabilidad energética. Si se frotan estos materiales, los electrones se reubicarán. De esta forma, un material permanecerá cargado positivamente mientras el otro lo estará negativamente. Esta es la forma más habitual de conseguir electricidad estática. Otra posibilidad es cuando partículas ionizadas se depositan en un material como ocurre, por ejemplo, en los satélites al recibir el flujo del viento solar. Otras forman pueden ser la piezoelectricidad (presión) o la termoelectricidad (calor).

Materiales que tienen tendencia a perder electrones son: el vidrio, el cabello, el acrílico, el nailón, la lana, el aluminio, el papel y el algodón. Materiales que tienden a captarlos son: los metales (cobre, acero, oro, etc.), la madera, el poliéster, el PVC y el teflón.

Péndulo Electrostático

La inducción de la carga se puede realizar frotando materiales de diferente tendencia. Un experimento sencillo es frotar un globo inflado con el cabello o con una bufanda de lana (o acrílica). Con ello, el globo se llena de electrones, cargándose negativamente. La capacidad de electrificación de los cuerpos por rozamiento se denomina efecto triboeléctrico.


Péndulo Electrostático casero…

Si lo acercamos a una bola de papel de plata, que hemos suspendido por un hilo, observaremos como inicialmente los dos cuerpos se atraen, ya que la bola es neutra. Posteriormente, una vez que se han tocado, se repelerán, porque el exceso de electrones del globo se traspasa a la bola, quedando los dos cuerpos con exceso de carga del mismo signo, en este caso electrones.

Carga Eléctrica y Agua

Otro experimento muy curioso tiene que ver con el agua. Al acercar el globo, que previamente ha sido inducido con carga frotándolo, el chorro de agua se desvía hacia éste.

La atracción del chorro de agua por el globo cargado electrostáticamente se debe a que el agua conduce la corriente eléctrica y permite que las cargas del mismo signo que las del globo se alejen de él, y las de signo opuesto se acerquen. De este modo, la fuerza de atracción es mayor que la de repulsión entre las cargas del mismo signo, ya que éstas están más alejadas.


Carga Elécr¡trica y Agua…

Otro curioso experimento similar se puede realizar con pompas de jabón. Sobre una superficie lisa mojada, haz una pompa de jabón con una pajita. Frota el globo hinchado con la cabeza, así se cargará negativamente. Al acercar el globo a la pompa, esta se dirige hacia el globo.

La superficie de la pompa tiene las mismas cargas positivas que negativas pero está formada por impurezas de metal (positivo) en el interior y de detergente (negativo) en el exterior. Como el globo se ha cargado negativamente, la pompa se produce una redistribución de cargas, haciendo que la zona más próxima al globo se quede cargada positivamente. Así, la fuerza atracción por cargas de signo opuesto es mayor que la de repulsión por cargas del mismo signo por la distancia entre las cargas.


Pompas de jabón y cargas eléctricas…

Como segundo experimento hacemos una segunda pompa en el interior de la primera. Si acercamos el globo, la pompa exterior se ve atraída por el globo. Sin embargo, la pompa interior no se ve afectada. Esto es así porque la pompa exterior actúa como una jaula de Faraday al ser un conductor delgado. Este efecto es el mismo que cuando cae un rayo sobre un avión y el interior no se ve afectado.

En los días de tormenta también podemos experimentar los efectos de la electricidad electrostática. Las nubes son eléctricamente neutras, sin embargo, los electrones que en ellas se encuentran tienden a dirigirse a la parte más cercana al suelo, ya que éste suele estar cargado positivamente, debido a su composición. Como consecuencia, la acumulación de electrones en la parte inferior aumenta hasta que llega un momento en que es tan elevada que el aire (aislante) se convierte en conductor, haciendo que los electrones vayan a tierra en forma de rayo.

En un lugar con numerosos equipos eléctricos y con suelos de moqueta, el ambiente suele cargarse de electrones, ya que éstos no pueden derivarse a tierra, al ser lamoqueta un material aislante. Cuando andamos sobre ella, estas cargas pasan a nuestro cuerpo y se irán acumulando, si llevamos zapatos con suelas de goma (también un aislante). En el momento que toquemos un metal, todo este desequilibrio eléctrico tenderá a reducirse produciéndose la desagradable descarga eléctrica o calambre.

Referencias:
http://definicion.de
http://www.famaf.unc.edu.ar/~anoardo/electrostatica.pdf

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