Fundamentos de la Electroestática: Cargas, Fuerzas y Figuras Históricas

¿Qué es la Electroestática?

La electroestática es la parte de la física que se ocupa del estudio de las propiedades y las acciones de las cargas eléctricas en reposo.

Pioneros en el Estudio de la Electricidad y el Magnetismo

Tales de Mileto

Fue el primero en estudiar el magnetismo y la electricidad; observó las primeras interacciones eléctricas al frotar el ámbar con una tela de lana.

Sir William Gilbert

Descubrió que no solamente el ámbar adquiere la propiedad de atraer cuerpos; hay otros materiales, que llamó eléctricos, que podían comportarse como el ámbar. Comprobó que al frotar dos cuerpos diferentes, estos se electrizaban.

Benjamin Franklin

Sugirió la existencia de dos tipos de cargas. Al frotar dos cuerpos entre sí, se lleva a cabo una transferencia de dicho fluido desde un cuerpo a otro, lo que resulta en una carga positiva (+) y una negativa (-).

Charles-Augustin de Coulomb

Se encargó de cuantificar las fuerzas de atracción y repulsión entre las cargas; esto permitió enunciar la célebre Ley de Coulomb.

Alessandro Volta

Generó una corriente eléctrica a través de las reacciones químicas producidas entre dos metales: zinc y plata.

Georg Ohm

Describió la resistencia eléctrica de un conductor, estableciendo la relación fundamental entre diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia (conocida como Ley de Ohm).

Hans Christian Ørsted

Descubrió la relación existente entre electricidad y magnetismo, demostrando que una corriente eléctrica puede producir la desviación de la aguja de una brújula.

Michael Faraday

Probó que un imán que se mueve en el interior de una bobina de alambre genera una corriente eléctrica (fenómeno conocido como inducción electromagnética).

James Prescott Joule

Estudió los fenómenos producidos por las corrientes eléctricas y el calor desprendido en los circuitos eléctricos (efecto conocido como Ley de Joule).

Conceptos Fundamentales y Dispositivos en Electroestática

Electroscopio

Es un dispositivo que nos permite conocer si un cuerpo está cargado eléctricamente e identificar el signo de dicha carga.

Conductores

Son aquellos materiales en los que las cargas eléctricas ('electrones libres') se desplazan con bastante facilidad.

Aisladores o Dieléctricos

Son materiales en los que los electrones se hallan fuertemente ligados al núcleo.

Fuerza de Atracción o Repulsión entre Cargas

La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa (según la Ley de Coulomb).

Coulomb (C)

Es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional. Un coulomb es la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un alambre en un segundo cuando por él circula una corriente de un amperio.

Campo Eléctrico (E)

Es una región del espacio en la que una carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica. Se manifiesta por las fuerzas de atracción o repulsión entre cargas.

Línea de Fuerza

Es una línea imaginaria utilizada para representar visualmente un campo eléctrico. Presenta la propiedad de que el vector campo eléctrico (E) es tangente a ella en cada uno de sus puntos, y su densidad indica la intensidad del campo.

Potencial Eléctrico (V)

Se llama potencial eléctrico en un punto de un campo eléctrico al trabajo necesario realizado por una fuerza externa contra las fuerzas eléctricas para transportar la unidad de carga positiva (+) desde un punto de referencia (generalmente el infinito) hasta dicho punto, sin aceleración.

Voltio (V)

Es la unidad de potencial eléctrico y diferencia de potencial en el Sistema Internacional. Existe un potencial eléctrico de un voltio en un punto de un campo eléctrico si se requiere un joule de trabajo para mover una carga de un coulomb desde el infinito hasta ese punto. Alternativamente, la diferencia de potencial entre dos puntos es de un voltio si se realiza un trabajo de un joule al mover una carga de un coulomb entre ellos.

Superficie Equipotencial

Es aquella superficie imaginaria que resulta de la unión de todos los puntos de un campo eléctrico que se encuentran al mismo potencial eléctrico. El trabajo para mover una carga sobre una superficie equipotencial es nulo.

Protón

Partícula subatómica elemental que se encuentra en el núcleo del átomo y tiene carga eléctrica positiva (+) elemental.

Electrón

Partícula subatómica elemental que se encuentra orbitando alrededor del núcleo del átomo y tiene carga eléctrica negativa (-) elemental.

Electroscopio

Es un dispositivo que nos permite conocer si un cuerpo está cargado eléctricamente e identificar el signo de dicha carga.