Naturaleza eléctrica de la materia: electrización

Frotamos un globo contra la camiseta y, al acercarlo a unos trocitos de papel, estos saltan y se pegan al globo, como se muestra en la figura.

¿Cómo se llama esta forma de cargar un objeto frotándolo? Explica con tus palabras qué le pasó al globo.

Tras peinarse con un peine de plástico, Mateo lo acerca a un chorrito fino de agua de la llave y el agua se desvía hacia el peine, como en la figura.

¿Qué le pasó al peine al frotarlo con el pelo? ¿Por qué se desvía el agua hacia él?

Quieres comprobar si una tiza se puede electrizar por frotamiento, como un globo.

1. a) Haz la lista de materiales que usarías.
2. b) Describe el experimento paso a paso.
3. c) ¿Qué observarías si la tiza se electriza? ¿Y si no se electriza?

¿Cuántos tipos de carga eléctrica existen y cómo se llaman? Observa los dos pares de cargas de la figura:

Explica qué ocurre cuando se acercan dos cargas del mismo tipo y qué ocurre cuando se acercan dos cargas de tipos distintos.

Mateo acerca una varilla de plástico frotada a una bolita de corcho que cuelga de un hilo, como en la figura.

La bolita se acerca a la varilla y la toca; justo después, sale disparada hacia atrás. Explica por qué la bolita primero se acerca y luego se aleja.

Al frotar una varilla de vidrio con un paño de seda y acercarla a otra varilla de vidrio frotada igual, las dos se repelen. Pero si acercamos la varilla de vidrio frotada a una varilla de plástico frotada con lana, se atraen.

1. a) ¿Qué concluyes sobre las cargas de las dos varillas de vidrio?
2. b) ¿Y sobre las cargas del vidrio y del plástico frotados?
3. c) ¿Cuántos tipos de carga crees que existen? Razona las respuestas con la regla de atracción y repulsión.

Los átomos tienen protones con carga positiva, electrones con carga negativa y neutrones sin carga. Un átomo tiene $6$ protones y $6$ electrones, como el de la figura.

1. a) ¿Cuál es su carga total?
2. b) ¿De qué tipo será la carga del átomo si pierde un electrón?

Al frotar un globo contra el pelo, parte de la carga pasa del pelo al globo, y el globo queda con carga negativa.

1. a) ¿Qué tipo de carga queda entonces en el pelo?
2. b) Explica por qué, al separar el globo despacio, algunos pelos se estiran detrás de él.

Andrea dice: «Al frotar un globo se crea carga nueva que antes no existía». Bruno responde: «No se crea: la carga pasa de un cuerpo al otro, por eso el globo y el paño acaban con cargas distintas».

1. a) ¿Quién tiene razón?
2. b) Argumenta tu respuesta pensando en lo que les pasa a los dos objetos que se frotan.

Indica cuáles de estos objetos dejan pasar bien la corriente eléctrica (conductores) y cuáles no (aislantes): una llave de hierro, una regla de plástico, una moneda, un borrador, una cuchara de acero y un palillo de madera.

El interior de los cables es de cobre y la funda exterior es de plástico, como se ve en el corte de la figura.

¿Por qué no se fabrican al revés, con el plástico dentro y el cobre fuera? Razona la respuesta usando las palabras conductor y aislante.

Un enchufe tiene la carcasa de plástico duro y las clavijas de metal, como en la figura.

1. a) ¿Qué propiedad eléctrica se busca en cada una de las dos partes?
2. b) ¿Qué pasaría si la carcasa fuera de metal?
3. c) ¿Y si las clavijas fueran de plástico? Explica si el enchufe funcionaría.

Completa la frase con las palabras que faltan: «La corriente eléctrica es el movimiento de las $\dots$ eléctricas a través de un $\dots$, como el cobre de los cables». Explica después la frase con tus palabras.

Para saber si un material deja pasar la corriente, montamos un circuito con una pila, una bombilla y dos cables sueltos, como en la figura.

Al tocar con las puntas una moneda, la bombilla se enciende; al tocar un palillo de madera, no se enciende.

1. a) ¿Qué concluyes sobre cada uno de los dos materiales?
2. b) ¿Qué nombre reciben los materiales de cada grupo?

Al bajar por un tobogán de plástico, el cuerpo se frota con la superficie. Al llegar abajo y tocar el pasamanos metálico, a veces sentimos un pequeño choque eléctrico. Explica paso a paso, desde que empezamos a bajar, cómo se produce ese choque.

Dentro de una nube de tormenta, las gotas de agua y los cristales de hielo se frotan unos con otros y la nube acumula muchísima carga eléctrica, como muestra la figura.

Con esas ideas, explica qué electrizó la nube y por qué decimos que un rayo es como una chispa gigante.

Los experimentos de electrización funcionan mucho mejor en días secos que en días húmedos: una regla frotada que por la mañana atraía papelitos, en una tarde de lluvia apenas los mueve.

1. a) ¿Qué le pasa a la carga de la regla con el paso del tiempo?
2. b) Sabiendo que el agua ayuda a que la carga se escape de los objetos, explica por qué en los días húmedos el experimento funciona peor.

Los técnicos que reparan computadoras usan una muñequera unida por un cable a una tubería metálica, porque un pequeño toque de electricidad estática puede dañar las piezas.

1. a) ¿Cómo se puede cargar el cuerpo de la persona mientras trabaja (ropa, zapatos, silla)?
2. b) ¿Qué le pasaría a esa carga acumulada al tocar una pieza delicada?
3. c) Explica qué hace la muñequera con la carga y por qué el cable termina en un trozo de metal.

En la gasolinera, antes de poner gasolina, se recomienda tocar con la mano la carrocería metálica del carro.

1. a) ¿Cómo puede haberse cargado el cuerpo del conductor durante el viaje?
2. b) ¿Qué podría pasar si esa carga saltara en forma de chispa cerca de los vapores de la gasolina?
3. c) ¿Por qué tocar la carrocería antes evita el peligro?