CARGA ELÉCTRICA
Se llama carga eléctrica a una propiedad de la materia que está presente en las partículas subatómicas y se evidencia por fuerzas de atracción o de repulsión entre ellas, a través de campos electromagnéticos.
Las cargas eléctricas no pueden crearse ni destruirse.
Dos cargas positivas se repelen entre sí, al igual que dos cargas negativas. Una carga positiva y una negativa se atraen.
Según el Sistema Internacional de Medidas (SI), las cargas eléctricas se miden en una unidad llamada Coulombios o Coulombs (C).
La estructura de los átomos se describe en términos de tres partículas: el electrón, con carga negativa; el protón, cuya carga es positiva; y el neutrón, sin carga.
Los protones y los neutrones en un átomo forman el núcleo, pequeño y muy denso, cuyas dimensiones son del orden de 10–15 m. Los electrones rodean al núcleo a distancias del orden de 10–10 m.
Los electrones cargados negativamente se mantienen dentro del átomo gracias a fuerzas eléctricas de atracción que se extienden hasta ellos, desde el núcleo con carga positiva. (Los protones y los neutrones permanecen dentro del núcleo estable de los átomos, debido al efecto de atracción de la fuerza nuclear fuerte).
El número de protones o electrones en un átomo neutro de un elemento se denomina número atómico del tal elemento.
Cuando el número total de protones en un cuerpo macroscópico es igual al número total de electrones, la carga total es igual a cero y el cuerpo en su totalidad es eléctricamente neutro.
Si se pierden uno o más electrones, la estructura con carga positiva que queda se llama ion positivo
Un átomo negativo es aquel que ha ganado uno o más electrones.
La suma algebraica de todas las cargas eléctricas en cualquier sistema cerrado es constante.
La magnitud de la carga del electrón o del protón es la unidad natural de carga
LEY DE COULOMB
La Ley de Coulomb dice que “la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las 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 fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido.
La ley de Coulomb es válida desde distancias de muchos kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y electrones en un átomo.
Las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario
En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra separadas por una distancia r
LEY DE GAUSS
Subtítulo
La ley de Gauss es una de las ecuaciones de Maxwell, y está relacionada con el teorema de la divergencia, conocido también como teorema de Gauss. Fue formulado por Carl Friedrich Gauss en 1835
El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga q contenida dentro de la superficie, dividida por la constante ε0.
Es una relación entre el campo en todos los puntos de la superficie y la carga total que ésta encierra.
La superficie cerrada empleada para calcular el flujo del campo eléctrico se denomina superficie gaussiana.