La Càrrega Elèctrica i la Llei de Coulomb: Fonaments

Enviado por Chuletator online y clasificado en Física

Escrito el en catalán con un tamaño de 3,29 KB

A la primera meitat del segle XIX, Michael Faraday va descobrir que l'electrització d'un cos metàl·lic queda confinada a la seva superfície. Aquest principi és la base dels aïllaments elèctrics i, avui dia, s'utilitza àmpliament.

La càrrega elèctrica

La càrrega elèctrica és una propietat intrínseca d'algunes partícules subatòmiques que es manifesta mitjançant forces d'atracció i de repulsió entre elles.

A la natura es poden trobar càrregues elèctriques de dos tipus. Acceptant la terminologia de Benjamin Franklin, s'anomenen càrregues positives o negatives.

La unitat de càrrega elèctrica en el Sistema Internacional (SI) és el coulomb (C).

La comprovació de si un cos està carregat o no es pot realitzar emprant un aparell senzill, el primer prototip del qual va ser ideat per William Gilbert: l'electroscopi.

Càrrega elèctrica elemental

Allò que es transfereix entre els cossos en els fenòmens d'electrització són els electrons. S'empra el valor absolut de la càrrega de l'electró, qe, com a càrrega elèctrica elemental. Així, l'electró té una càrrega elèctrica -qe, mentre que +qe és la del protó. Al començament del segle XX, R. A. Millikan va determinar el seu valor: qe = 1,602 × 10-19 C. Això indica, al seu torn, que 1 C equival a 6,24 × 1018 càrregues elèctriques elementals.

Càrrega neta

La càrrega neta és la diferència entre el nombre de protons i el d'electrons presents a l'interior d'un cos electritzat.

La llei de conservació de la càrrega

En els fenòmens d'electrització, la càrrega neta es conserva: la mateixa càrrega positiva que adquireix un cos, l'adquireix l'altre però en negatiu.

En un sistema aïllat, la càrrega elèctrica neta roman constant.

Interacció entre càrregues elèctriques

Forces entre les càrregues elèctriques

El físic i enginyer Charles-Augustin de Coulomb va estudiar la força que experimenten dos cossos amb una càrrega elèctrica neta. Per fer-ho, va emprar un instrument dissenyat per ell mateix: la balança de torsió.

Després de fer moltes mesures, va arribar a les següents conclusions:

  • Les forces d'atracció o repulsió entre dos cossos amb càrrega neta són directament proporcionals al producte del valor de les seves càrregues.
  • La interacció és inversament proporcional al quadrat de la distància que separa els cossos.
  • Les forces depenen del medi on es troben immersos els cossos. El valor màxim s'assoleix en el buit.

Com que la força elèctrica és una magnitud vectorial, cal conèixer-ne:

  • Direcció: És la recta que passa pels dos cossos.
  • Sentit: Segons el signe de les càrregues, la força aplicada a cada cos apunta cap a l'altre (atracció) o està dirigida en sentit contrari (repulsió).
  • Punt d'aplicació: Està situat al centre de cada cos.

Entradas relacionadas: