Electricidad, Electroestática y Cargas Eléctricas

La electricidad es un fenómeno físico o la acción que producen los electrones al trasladarse de un lugar a otro cuyo propulsor son las cargas eléctricas y la energía que estas promueven puede manifestarse ya sea en fenómeno físico, luminoso, mecánica o térmica. La electricidad tendrá origen por las cargas eléctricas que estén reposo o en movimiento y por las interacciones que también se dan entre estas. Existen dos tipos de cargas eléctricas, unas positivas (portones) y otras negativas (electrones). Algunos científicos que contribuyeron en la electricidad son:

 El físico alemán Otto de Guericke(1602-1686) construyo la primera máquina eléctrica que constaba de una bola de azufre `que al girar producía chispas eléctricas.

El científico francés Charles Coulomb (1736-1806): estudio las leyes de atracción y repulsión eléctrica, en 1777 invento la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o de repulsión por medio del retorcimiento de una fibra fina y rígida a la vez.

El físico ingles James Joule (1818-1889): estudio los fenómenos producidos por las corrientes eléctricas y el calor desprendido en los circuitos eléctricos

Hay diferentes formas de electrizar un cuerpo como por ejemplo:

Frotamiento: cuando después de caminar por una alfombra se toca un objeto metálico o a otra persona.

 Contacto: un cuerpo saturado de electrones cede algunos a otro cuerpo con el cual tiene contacto

 Inducción: se presenta cuando un cuerpo se carga eléctricamente al acercarse a otro ya electrizado.

Dentro de la electricidad se encuentran los átomos y se dice que el átomo está formado por un núcleo que lo componen muchísimas partículas más pequeñas que él, llamadas partículas sub-atómicas, como el neutrino, fotón, neutrón, protón, quark, positrón, neutrinos, mesones, muones, antiprotones, etc., y a su alrededor giran los electrones.; sin embargo, se acepta mundialmente de que el átomo está formado principalmente por tres partículas sub-atómicas: electrón, protón y neutrón. Una rama de la electricidad es la electroestática que es la parte de la física que estudia el tipo de comportamiento de la materia, se preocupa de la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos y, en general, de los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo. En nuestra vida diaria hemos visto que la electricidad a dado un gran impacto para los seres humanos y el descubrimiento de la electricidad es indispensable en nuestra vida daría, Sin ella no existiría la iluminación conveniente, ni comunicaciones de radio y televisión, ni servicios telefónicos, y las personas tendrían que prescindir de aparatos eléctricos que ya llegaron a constituir al hogar. Sin la electricidad el transporte no sería lo que es en la actualidad. De hecho, puede decirse que la electricidad se usa en todas partes. Toda la materia, es decir cualquier clase de cuerpo, se compone de átomos y estos de partículas elementales como los electrones, protones y neutrones y algunos personajes que contribuyeron a la propuesta de un modelo atómico son: John Dalton, John Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Louis Victor Broglie, Werner Karl Heisenberg, Erwin Schrödinger. Asi como observaron que los protones tienen una carga eléctrica positiva, conocida a veces como carga elemental o carga de +1; Los electrones tienen una carga del mismo valor pero de polaridad opuesta, -1.Mientras que los protones están en un mismo lugar, los electrones están en movimiento, la interacción entre las dos cargas (positiva y negativa) da origen a la electricidad. La teoría de Niels Bohr  es la teoría más aceptada en la actualidad porque desarrolla la estructura atómica que da pie a la teoría atómica moderna postulo un modelo atómico donde dice que los electrones viajan alrededor del núcleo en orbitas definidas y están en niveles a cierta distancia; los electrones pueden saltar de una órbita a otra. Pero los átomos no solo están compuestos de protones neutrones y electrones sino también de: El positrón, Los quarks, El fotón, El neutrino, El muón, El tauón, Los bosones W y Z, El pión, El kaón, Los hiperones, El gluón, El bosón de Higgs, El gravitón, La radiación de Cherenkov, Los bosones X e Y, La materia oscura, Los WIMPs, El neutralino, El axión.

En la electicidad la unidad de carga en el sistema internacional es el Coulomb (C) y en el sistema CGS es el coulombio. Una carga eléctrica es una de las características de las partículas elementales que es responsable de las interacciones electromagnéticas de estas partículas con el campo electromagnético en general y las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones). Algunas propiedades de las cargas eléctricas es que la carga eléctrica se conserva ya que no puede ser ni creada ni destruida.

Otra propiedad es la relacionada con las dos naturalezas de la carga eléctrica: la positiva y la negativa, conociéndose las situaciones posibles sobre que partículas cargadas con cargas de igual naturaleza se repelen y las cargas con naturaleza distinta se atraen.

Por último la carga eléctrica presenta una carga negativa si contiene electrones de más y tiene carga positiva si pierde electrones. El científico que descubrió la carga eléctrica fue Tales de mileto: este  personaje descubrió que al frotar el ámbar con la piel del gato podía atraer a algunos cuerpos ligeros como polvo, cabellos o paja. Una explicación de que un objeto atraiga o rechace a otro objeto es que existen dos tipos de cargas: Positivas (+), que son los protones y Negativas (-), que son los electrones los objetos que contienen el mismo signo, se repelen, y objetos de cargas contrarias se atraen. La carga permite que exista el comportamiento de atracción y repulsión. Una de las formas que se distribuyen las cargas eléctricas en un conductor es que hemos establecido que las cargas eléctricas se desplazan libremente dentro de los conductores, y hemos verificado que cargas del mismo signo se repelen entre sí. Estas dos afirmaciones nos permiten deducir que en un cuerpo conductor las cargas se dispondrán lo más alejadas entre sí que resulte posible, es decir, en la superficie y, de preferencia en las partes convexas y la distribución de las cargas eléctricas en un aislante es que sólo se electrizan en los puntos donde hacen contacto con un cuerpo cargado, o bien en la parte frotada. Los materiales aislantes son aquellos en los cuales la influencia de la energía eléctrica es casi nula o nula en su totalidad.