Entendiendo la Electroestática y Electrodinámica: Cargas, Fuerzas y la Ley de Coulomb

Electroestática y Electrodinámica: Fundamentos de la Electricidad

Electroestática: Rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos de las cargas en estado de reposo.

Electrodinámica: Estudio de los fenómenos eléctricos de las cargas en movimiento o en circulación por un conductor. El nombre electricidad proviene del griego ámbar, que significa electrón.

Existen dos tipos de cargas eléctricas a las que denominaron carga positiva y carga negativa.

La carga eléctrica se simboliza con la letra Q y su unidad de medida es el coulomb (C). Cuando dos cargas interactúan, cada una de ellas ejerce una fuerza sobre la otra. Estas fuerzas pueden ser de atracción (como al frotar un bolígrafo con papelitos) o de repulsión, según el signo de las cargas que interactúan.

Las dos forman un “par de interacción”, por lo tanto, tienen la misma intensidad, la misma dirección y el sentido puede ser el mismo o el contrario, es decir, de atracción o repulsión.

Primer principio de la electroestática: “Al interactuar cargas del mismo signo se producen fenómenos de repulsión y al interactuar cargas de distinto signo, fenómenos de atracción”.

¿Cómo resultará la interacción cuando están presentes más de dos cargas? Se aplica el principio de superposición, es decir, la fuerza resultante sobre una carga es la suma de interacciones individuales de dicha carga con cada una de las otras que forman el sistema.

La electricidad que adquiere el vidrio frotado se llama electricidad vítrea o positiva. A la electricidad de la resina frotada se la llama electricidad negativa.

Electroscopio y la Ley de Coulomb

Electroscopio de hojas metálicas: Aparato empleado para comprobar si un cuerpo está o no electrizado o cargado de electricidad.

Ley de Coulomb: Coulomb, con una balanza de torsión fabricada por él, logró establecer la intensidad de la fuerza entre dos cargas eléctricas. Verificó que esta fuerza depende de la cantidad de carga de cada cuerpo y la distancia que los separa, siendo directamente proporcional a las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La expresión matemática es:

F = K * q₁ * q₂ / d²

Donde:

• K = constante dieléctrica = 9 * 10⁹ N*m²/C² (unidad)
• q₁, q₂ = cargas eléctricas
• d = distancia que separa las cargas (valores absolutos)

K es un valor que depende del medio en el que se encuentran las cargas, llamado constante electroestática o dieléctrica. El valor más usado es K₀ para cargas en el vacío, que es aproximadamente igual al valor de K para el aire (9 * 10⁹ N*m²/C²).