Fundamentos de la Electroestática: Cargas, Átomos y Electrización

Fundamentos de la Electroestática

La electroestática es la rama de la física que estudia los fenómenos producidos por las cargas eléctricas en reposo.

Modelo Atómico de Bohr

Según Niels Bohr (1913), el átomo puede imaginarse como un sistema solar en miniatura. Para explicar este sistema solar, se postularon partículas subatómicas llamadas electrones, protones y neutrones.

Hoy, con avances en el modelo atómico, se han descubierto más de doscientas partículas. Estas se agrupan según su masa en:

• Leptones o Partículas ligeras
• Mesones o Partículas medianas
• Nucleones o Partículas pesadas
• Hiperones o Partículas muy pesadas

Según la teoría de Bohr, los protones y neutrones forman el núcleo del átomo, y los electrones giran a su alrededor describiendo órbitas circulares o elípticas. Los protones y los electrones se atraen, mientras que los protones entre sí y los electrones entre sí se repelen.

Electricidad

Estos fenómenos de atracción y repulsión se explican atribuyendo a los protones y electrones una propiedad llamada electricidad, que por convención es positiva para los protones y negativa para los electrones. Los neutrones no tienen carga eléctrica.

Cuando un átomo tiene el mismo número de protones que de electrones, se encuentra en estado neutro. Sin embargo, debido a la movilidad de los electrones, que pueden pasar de unos átomos a otros, un átomo puede ganar o perder electrones, resultando en un desequilibrio de cargas positivas o negativas.

Electrón Libre

Los electrones libres son aquellos que se han sustraído a la acción de atracción del núcleo atómico y, por lo tanto, no giran a su alrededor.

Teoría de Bohr y la Carga Eléctrica

Según esta teoría, un cuerpo electrizado positivamente tiene un déficit de electrones, mientras que un cuerpo electrizado negativamente tiene un exceso de electrones. Un cuerpo en estado neutro tiene el mismo número de electrones que de protones.

Carga Eléctrica

Se denomina carga eléctrica a la cantidad de electrones en exceso o en defecto que contiene un cuerpo. Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signos contrarios se atraen.

Electrización de los Cuerpos

Hay dos formas principales de electrizar los cuerpos: por frotamiento o por influencia.

Por Frotamiento

Consiste en poner en contacto dos cuerpos mediante frotamiento. Parte de los electrones de uno de ellos pasa al otro cuerpo, quedando uno cargado positivamente y el otro negativamente.

Por Influencia

Consiste en acercar un cuerpo en estado neutro a otro cargado de electricidad.

Distribución de la Electricidad en los Cuerpos

Experimentalmente se comprueba que la electricidad reside principalmente en la superficie de los cuerpos.