3. Biografía
Se lo recuerda por haber descrito de manera matemática la ley de atracción entre cargas eléctricas.
En su honor la unidad de carga eléctrica lleva el nombre de coulomb (C). Entre otras teorías y estudios
se le debe la teoría de la torsión recta y un análisis del fallo del terreno dentro de la Mecánica de
suelos.
Fue el primer científico en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar
muchas investigaciones sobre: magnetismo, fricción y electricidad. Sus investigaciones científicas
están recogidas en siete memorias, en las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo
y de la electrostática. En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o
repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la
distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige la
interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb: F = kfrac{q
q'}{d^2}. Coulomb también estudió la electrización por frotamiento y la polarización, de él introdujo el
concepto de momento magnético. El culombio o coulomb (símbolo C), es la unidad derivada del
Sistema Internacional de Unidades para la medida de la magnitud física cantidad de electricidad
(carga eléctrica). Nombrada en honor de Charles- Agustín de Coulomb.1
Durante los siguientes 25 años, presentó 25 artículos a la Academia sobre electricidad, magnetismo,
torsión y aplicaciones de la balanza de torsión, así como varios cientos de informes sobre ingeniería y
proyectos civiles.
4. Campo Eléctrico
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo
que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de
naturaleza eléctrica. ...
5. Carga Eléctrica
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas
que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia
cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su
vez, generadora de ellos
6. Valores Y Ecuaciones de La Carga Eléctrica
La intensidad de campo eléctrico ( E ) se describe
como aquella magnitud vectorial que nos indica cuál
es la Fuerza ( F ) que aplica el campo en un punto
sobre la unidad de carga ( q )
Se le representa mediante un vector que tiene la
misma dirección y sentido que la Fuerza.
K . q
E = d²
E . d²
q = K
reemplazando valores :
(1,6 x 10*--4 ) ( 3,75 x 10*--4 )²
q = 9 x 10*9
levando la distancia al cuadrado :
1,6 x 10*--4 ) ( 14,0625 x 10*--8 )
q = 9 x 10*9
multiplicando el numerador :
22,5 x 10*--12 )
q = 9 x 10*9
Dividiendo :
q = 2,5 x 10*--21 C
7. Tipos De Cargas Eléctricas
Positivas: en este caso la carga de protones será mayor a la de electrones, o bien el objeto
estará únicamente cargado por protones. Otra forma en la que se puede encontrar
descripta es cuando la carga total de un cuerpo es positiva. En este caso debe realizarse una
resta entre el número de protones existentes y el número de electrones encontrados, donde
para pertenecer a este grupo el resultado debería ser positivo.
Negativas: por el contrario, se trata de la materia que posea mayor cantidad de electrones
que de protones, o que contenga solamente electrones. En este caso, la otra explicación
posible seria exactamente inversa a la anterior, por lo que la diferencia entre la cantidad de
protones y electrones hallados en el cuerpo debería dar un resultado negativo. Por lo que el
ejemplo en este caso sería, con la siguiente carga eléctrica:
8. Ley Coulomb
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas
puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de
ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las
separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las
cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el
que se encuentran las cargas.
9. Formas De Cargar Un Cuerpo
Contacto:
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo
con otro previamente cargado. En este
caso, ambos quedan con el mismo tipo de
carga, es decir, si toco un cuerpo neutro
con otro con carga positiva, el primero
también queda con carga positiva.
Frotamiento:
Al frotar dos cuerpos eléctricamente
neutros (número de electrones =
número de protones), ambos se cargan,
uno con carga positiva y el otro con
carga negativa.
Inducción:
Un cuerpo cargado eléctricamente puede
atraer a otro cuerpo que está neutro.
Cuando acercamos un cuerpo electrizado
a un cuerpo neutro, se establece una
interacción eléctrica entre las cargas del
primer Como resultado de esta relación, la
redistribución inicial se ve alterada: las
cargas con signo opuesto a la carga del
cuerpo electrizado se acercan a éste. o y el
cuerpo neutro.
10. Unidades Del Campo Eléctrico
La unidad de campo eléctrico podría fácilmente deducirse de la fórmula de a derecha.
El cociente de una fuerza electrostática F y una carga eléctrica Q. Que tiene unidades de Newton /
Culombio
Para expresar la unidad de campo eléctrico se pueden utilizar otras magnitudes, que ayudarán a
que el concepto de campo eléctrico quede más claro.
Una carga ubicada en un campo eléctrico E, es afectada por éste y se ejercerá sobre ella una
fuerza F. Ahora, si esta carga se desplaza una distancia "d" entre los puntos A y B, en sentido
opuesto a la fuerza, se habrá realizado un trabajo (W).
El trabajo realizado está definido por lo siguiente: Trabajo = Fuerza x distancia, entonces la
fórmula queda:
W = F x d = Q x E x d
11. Aplicaciones Del Campo Eléctrico
Las señales de radiodifusión como la TV o la
radio son campos eléctricos radiados que
viajan por el espacio Estos campos eléctricos
que son ondas se emplean para transmitir
señales de información a distancia sin
necesidad de cables.
Las TV que hemos tenido hasta hace nada (las
que no son planas) emplean un tubo de rayos
catódicos que lo que hace es emitir electrones
que impactan con mucha velocidad en una
pantalla que está hecha de un material
fosforescente. Este material está dividido en
muchos puntos que se van recorriendo por el
haz de electrones haciendo que "brillen" con
un color determinado. Para hacer que el haz
recorra toda la pantalla y podamos ver una
imagen completa utiliza un campo eléctrico
que varía la posición del haz de electrones
haciendo que vaya a un punto determinado.
Puedes comprobar esto cogiendo un imán y
acercándolo por detrás del TV y verás como la
imagen se deforma.
El microondas utiliza una señal
electromagnética (añádelo porque una señal
electromagnética incluye campo eléctrico y
magnético) que funciona a la frecuencia de
resonancia del agua, esto quiere decir que sólo
las moléculas de agua vibran haciendo que
aumenten su energía y se rompan haciendo
que se evaporen. (Por eso sólo se calienta la
leche y no la taza)
Las gotas de tinta de tu impresora componen
las letras gracias a la aplicación de un campo
eléctrico que le manda la posición exacta en el
papel. Ten en cuenta que el espacio es muy
pequeño y no se puede hacer con métodos
mecánicos.
Cualquier señal eléctrica que viaja por un
cable también es un campo eléctrico ya que
contiene electrones en movimiento(siempre
que se aplique electricidad
12. Ejercicios
4.Encuentre la magnitud y dirección del campo
eléctrico debido a una partícula con carga eléctrica
de -5.00 uC en un punto 0.4m directamente por
encima de la partícula.
5. Sobre una barra de madera de 100 cm de longitud
y 1 cm2 de sección transversal se enrollan 10000
vueltas de alambre. La corriente es de 2 A. Se
pregunta:
a) ¿Cuál es la inducción magnética?.
b) ¿Qué flujo total produce la corriente en la bobina?
6. Sobre una barra de madera de 100 cm de longitud
y 1 cm2 de sección transversal se enrollan 10000
vueltas de alambre. La corriente es de 2 A. Se
pregunta:
a) ¿Cuál es la inducción magnética?.
b) ¿Qué flujo total produce la corriente en la bobina?.
1. Una pelota de corcho cargada de masa 1g, está
suspendida de un hilo muy ligero en un campo
eléctrico uniforme.
Cuando E= (3i + 5j) x 105 N/C, la pelota está en
equilibrio en un ángulo igual a 37°.
Determine la carga sobre la pelota y la tensión en el
hilo.
2. Una cuenta de 1.00g cargada positivamente cae
desde el reposo en el vacío desde una altura de
5.00m a través de un campo eléctrico vertical
uniforme con una magnitud de 1.00x104.
La cuenta golpea al suelo a una rapidez de 21.0m/s.
Determine:
a) la dirección del campo eléctrico arriba y abajo
b) la carga en la cuenta.
3. ¿A qué distancia deben colocarse dos cargas
eléctricas de -250 Uc y 400 uC para que la fuerza de
atracción sea de 100 N?.
