Electrización de los cuerpos
Un día seco de invierno en Villarrica, Mateo se saca la campera de lana y escucha un chasquido. En la oscuridad hasta ve una chispita. ¿Qué pasó con la campera? ¿Por qué a veces un globo frotado se queda pegado a la pared? En esta página vas a descubrirlo.
La carga eléctrica
Todo está hecho de átomos. Un átomo tiene protones (carga positiva, p⁺) y neutrones (sin carga) en el núcleo, y electrones (carga negativa, e⁻) alrededor.
Un cuerpo es neutro cuando tiene la misma cantidad de protones que de electrones: las cargas se compensan. Los protones están firmemente ubicados en el núcleo y no se mueven de un cuerpo a otro. Los que sí pueden pasar son los electrones, sobre todo los que están más afuera.
Nombrá los tres procedimientos mediante los cuales se puede electrizar un cuerpo y escribí, con tus palabras, en qué consiste cada uno en una sola oración.
Nombrá los tres procedimientos mediante los cuales se puede electrizar un cuerpo y escribí, con tus palabras, en qué consiste cada uno en una sola oración.
Atracción y repulsión
Si acercás dos reglas de plástico frotadas con lana, se empujan. Si acercás una regla frotada y un trozo de vidrio frotado con seda, se pegan.
¿Y un cuerpo cargado con uno neutro? También se atraen, pero por otra razón: la polarización, que vemos más abajo.
Completá con «se atraen» o «se repelen» según corresponda y justificá en una frase cada caso: a) Dos cuerpos con cargas del mismo signo: . b) Dos cuerpos con cargas de…
Completá con «se atraen» o «se repelen» según corresponda y justificá en una frase cada caso:
- a) Dos cuerpos con cargas del mismo signo: ______.
- b) Dos cuerpos con cargas de signos opuestos: ______.
- c) Un cuerpo cargado y otro neutro (por polarización): ______.
Electrización por frotamiento
Al frotar dos materiales distintos, algunos electrones pasan de uno al otro. Un material los retiene más que el otro: el que los retiene más queda negativo y el otro queda positivo. Las dos cargas son iguales y opuestas: lo que pierde uno lo gana el otro.
Ejemplos: plástico frotado con lana queda negativo (y la lana positiva); vidrio frotado con seda queda positivo (y la seda negativa).
Fátima frota una regla de plástico con un paño de lana y luego la acerca a pedacitos de papel, que quedan pegados a la regla. ¿Qué tipo de electrización se produjo en la…
Fátima frota una regla de plástico con un paño de lana y luego la acerca a pedacitos de papel, que quedan pegados a la regla. ¿Qué tipo de electrización se produjo en la regla? Explicá brevemente por qué atrae a los papelitos.
Lucas frota un globo con su pelo seco y observa que el globo queda adherido a la pared. Explicá qué ocurre con los electrones del pelo y del globo durante el…
Lucas frota un globo con su pelo seco y observa que el globo queda adherido a la pared. Explicá qué ocurre con los electrones del pelo y del globo durante el frotamiento, cuál de los dos cuerpos queda con carga negativa y cuál con carga positiva, y por qué el globo se queda pegado a la pared aunque ella sea neutra.
Electrización por contacto
Si tocás un cuerpo neutro con otro ya cargado, parte de la carga pasa de uno al otro. Al separarlos, los dos quedan con carga del mismo signo.
Los electrones, que se repelen entre sí, se reparten entre los dos cuerpos. Si los cuerpos son idénticos, la carga se reparte por igual. Quedan con el mismo signo que tenía el cuerpo cargado y por eso, después, se repelen.
Una esfera metálica A, aislada, está cargada negativamente. Liz la toca con otra esfera metálica B idéntica, que estaba neutra y también está aislada. Después las…
Una esfera metálica A, aislada, está cargada negativamente. Liz la toca con otra esfera metálica B idéntica, que estaba neutra y también está aislada. Después las separa.
- a) ¿Qué tipo de electrización se produjo en B?
- b) ¿Qué signo tiene la carga de B al final?
- c) ¿Qué pasó con los electrones durante el contacto?
Inducción y polarización
¿Se puede cargar un cuerpo sin tocarlo? Sí, con la inducción (o influencia).
Primero, la polarización: al acercar una barra cargada a un cuerpo neutro, sus cargas se reacomodan. Si la barra es positiva, los electrones del cuerpo se acercan a ella y el lado lejano queda con carga positiva. El cuerpo sigue neutro en total, pero tiene un lado negativo y otro positivo. Como el lado negativo está más cerca de la barra, la atracción gana a la repulsión.
Por eso una regla frotada atrae papelitos neutros, y por eso Derlis se equivoca si cree que solo se atrae lo cargado.
Para cargar el cuerpo por inducción se agrega un paso: conectarlo a tierra.
Mateo acerca, sin tocarla, una barra cargada positivamente a una esfera metálica neutra que está sobre un soporte aislante. Mientras la barra está cerca, conecta la…
Mateo acerca, sin tocarla, una barra cargada positivamente a una esfera metálica neutra que está sobre un soporte aislante. Mientras la barra está cerca, conecta la esfera a tierra con un cable, luego quita el cable y finalmente aleja la barra.
- a) ¿Cómo se llama este procedimiento?
- b) Describí hacia dónde se mueven los electrones en cada paso.
- c) ¿Con qué signo queda cargada la esfera al final?
Derlis y Belén discuten. Derlis dice: «Si un cuerpo neutro es atraído por una barra cargada, entonces el cuerpo también tiene que estar cargado». Belén responde: «No,…
Derlis y Belén discuten. Derlis dice: «Si un cuerpo neutro es atraído por una barra cargada, entonces el cuerpo también tiene que estar cargado». Belén responde: «No, puede ser atraído igual». Decidí quién tiene razón y argumentá tu respuesta usando el concepto de polarización. Luego explicá qué experimento sencillo con una barra, un péndulo eléctrico (bolita liviana colgada de un hilo) y un paño permitiría reconocer si la bolita está cargada o neutra.
Conductores y aislantes
No todos los materiales dejan que las cargas se muevan igual.
| Tipo | Qué pasa con las cargas | Ejemplos |
|---|---|---|
| Conductores | Los electrones se mueven con facilidad por todo el material | cobre, aluminio, hierro, cuerpo humano, agua con sal |
| Aislantes | Las cargas quedan donde se generan | plástico, vidrio, lana, seda, goma, madera seca |
Por eso un cable lleva un núcleo de cobre (conductor) cubierto de plástico (aislante). Y por eso, en la inducción, la esfera metálica se apoya en un soporte aislante: así no pierde la carga.
Tania tiene tres esferitas livianas colgadas de hilos aislantes: A, B y C. Observa lo siguiente: A y B se repelen; B y C se atraen; y C es atraída también por una barra…
Tania tiene tres esferitas livianas colgadas de hilos aislantes: A, B y C. Observa lo siguiente: A y B se repelen; B y C se atraen; y C es atraída también por una barra de vidrio frotada con seda, que quedó con carga positiva.
- a) Indicá si es posible saber el signo de la carga de cada esfera. Argumentá.
- b) ¿Podría C estar neutra? Explicá qué dato de la observación permite o no descartar esa posibilidad.
- c) Proponé una prueba adicional que permita decidir con seguridad el signo de la carga de B.
Resumen
Volvé al principio: la campera de Mateo se frotó con su cuerpo, intercambiaron electrones y la chispa fue la descarga de esa carga acumulada.