Experimento de la GOTA de ACETE

Robert Andrews Millikan empezó sus experimentos sobre la carga electrónica "e" en 1906. Su aparato está ilustrado por el simple esquema de la figura. Diminutas gotas de aceite procedentes de un pulverizador son rociadas en la región que está encima de una de las placas metálicas circulares E' y E . La placa superior está perforada por un diminuto orificio P, a través del cual, ocasionalmente, una gota de aceite caerá desde la nebulización. Una vez entre las placas, dicha gota es iluminada por una lámpara de arco situada lateralmente, observándose su movimiento por medio de un microscopio de poca potencia enfocado al centro de las placas.

Con las placas del condensador conectadas a tierra, de modo que su carga es cero, la gota de aceite que cae bajo la acción de la gravedad adquiere velocidad constante. Esta VELOCIDAD FINAL, como se la llama, es alcanzada por la gota antes de entrar en el campo visual y tiene un valor tal que el tirón hacia abajo de la FG = mg, es igualado exactamente por la fuerza hacia arriba de la resistencia del aire, FR. La velocidad de la gota se puede establecer usando un cronómetro para medir el tiempo requerido por la gota para descender la distancia determinada.

LA CUBETA DE HIELO DE FARADAY

Con este experimento Faraday demostró que con un cuerpo electrizado, las cargas siempre se acumulan en la superficie. Por tanto, en un conductor hueco (utilizo la cubeta de acero en donde guardaba hielo en su laboratorninguio) las cargas únicamente se distribuyen en su superficie exterior. En el interior no se detecta ninguna carga eléctrica. Cuando se desea descargar un cuerpo, solo se requiere ponerlo en contacto con el suelo o, como se dice comúnmente, hacer tierra. Si un cuerpo con carga negativa hace tierra, los electrones se mueven hacia el suelo; pero si tiene carga positiva atrae electrones del suelo y se neutraliza

LA FOTOCOPIADORA

La fotocopiadora funciona así:
-> Al pasar la lampara capta las imágenes que las carga por electricidad estática al tambor copiador; este al girar se impregna de toner que una mezcla de hollín, carbón y goma. Al pasar por la lampara de revelado la goma se derrite y seca instantáneamente fijando el toner. (El scanner es desarrollado usando la tecnología de las copiadoras).

Tipos de REDISTRIBUCIÓN de las CARGAS

Como ya sabemos, las cargas electricas pueden ser transferidas de una molécula a otra y por ende de un cuerpo a otro, y para que esto ocurra existen varios tipos de transferencia:

->Por Contacto: Si tocamos un cuerpo neutro, este quedará cargado y a su vez, amobos cuerpos llegarán a un "equilirio", es decir, el cuerpo neutro habrá adquirido la carga que tenía el objeto que entró en contacto con él.

->Por efecto fotoelectrico: Aqui se da lugar a unfenómeno de formación y liberación de partículas eléctricamentecargadas que se produce en la materia cuando ésta es irradiada con luz u otro tipo de radiación electromagnética.

->Por efecto termoeléctrico: Es la electricidad generada por la aplicación de calor a la unión de dos materiales diferentes. Si se unen por ambos extremos dos alambresde distinto material (este circuito se denomina termopar, un dispositivo que tengo el gusto de conocer, y que se aplica en todas las máquinas extrusoras en la fábrica en donde laboro, y que se encargan de emantener las temperaturas de las máquinas a la magnitud que se determine en cada control), y una de las uniones se mantiene a una temperatura superior a la otra, surge una diferencia de tensión que hace fluir una corriente eléctrica entre las uniones caliente y fría.

->Por electrólisis: La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos, es decir, sus moléculas se disocian en especies químicas cargadas positivay negativamente.

->Por frotamiento: Como ya habíamos visto con los experimentos con ambar y otros, si dos cuerpos neutros se frotan entre sí, ambos cuerpos adquirirán una carga producida por la electricidad estática que se genera, pero en este caso uno de los cuerpos queda con carga "+" y el otro con carga "-".

->Por inducción: En este caso, y a diferencia de los dos anteriores, no hay un contacto directo con el cuerpo en cuestión. Un cuerpo eléctricamente cargado puede atraer a otro cuerpo que se halle neutro. Cuando el primero se acerca al segundo, se establece una interacción eléctrica entre las cargas de ambos. El cuerpo cargado provoca el desplazamiento de los electrones libres del cuerpo neutro.

COULOMB y su Ley

La Ley de Coulomb lleva su nombre en honor a Charles-Augustin de Coulomb, uno de sus descubridores y el primero en publicarlo.
La balanza de torsión consiste en una barra que cuelga de una fibra. Esta fibra es capaz de torcerse, y si la barra gira la fibra tiende a regresarla a su posición original. Si se conoce la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se logra un método sensible para medir fuerzas.
En la barra de la balanza, Coulomb, colocó una pequeña esfera cargada y, a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera con carga de igual magnitud. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.

Dichas mediciones permitieron determinar que:
+La fuerza de interacción entre dos cargas y duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas.
+La distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
El enunciado que describe la ley de Coulomb es la siguiente:
"La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa."

Esta ley es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación, el movimiento se realiza a velocidades bajas y trayectorias rectilíneas uniformes. Se le llama a esta Fuerza Electrostática. La parte Electro proviene de que se trata de fuerzas eléctricas y estática debido a la ausencia de movimiento de las cargas.
En términos matemáticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia se expresa como:

Dadas dos cargas puntuales y separadas una distancia en el vacío, se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud esta dada por:

La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

donde es un vector unitario que va en la dirección de la recta que une las cargas, siendo su sentido desde la carga que produce la fuerza hacia la carga que la experimenta.

EXPERIMENTOS -> Demostrando las Cargas Eléctricas Cortesía de los principales contribuyentes xD

* En el año 600 adC, el filósofo griego Tales de Mileto observó que, frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se podía crear pequeñas cargas, que atraían pequeños objetos. También habían observado que si la frotaban mucho tiempo podían causar la aparición de una chispa.
* Cerca de Mileto, (en la actualidad Turquía), se encuentra un sitio arqueológico llamado Magnesia, donde en la antigüedad se encontraron trozos de magnetita la cual los fué observada por los antiguos griegos quienes notaron que los trozos de este material se atraían entre sí, y también con pequeños objetos de hierro.
* Otto von Guericke inventó un generador electrostático.
* C.F. Du Fay fue el primero en identificar los dos tipos de carga eléctrica, que más tarde se llamarían positiva y negativa.
* Pieter van Musschenbroek inventó en 1745 la botella de Leyden, un tipo de capacitor para almacenar cargas eléctricas en gran cantidad.
* William Watson experimentó con la botella Leyden, descubriendo en 1747 que una descarga de electricidad estática es equivalente a una corriente eléctrica.
* Benjamin Franklin, en 1752, experimentó con la electricidad haciendo volar una cometa durante una tormenta. Demostró que el relámpago es debido a la electricidad. Como consecuencia de estas experimentaciones inventó el pararrayos y formuló una teoría sobre un fluido que explicara la presencia de cargas positivas y negativas.
* Charles-Augustin de Coulomb, en 1777, inventó una balanza de torsión para medir la fuerza de repulsión y atracción eléctrica. Por este procedimiento formuló el principio de interacción de cargas eléctricas (ley de Coulomb).
* Hans Christian Oersted, en 1819, observó que una aguja imantada se orientaba colocándose perpendicularmente a un conductor por el que se hacía pasar una corriente eléctrica.
* Siguiendo las investigaciones de Hans Christian Oersted,, Michael Faraday, en 1831, descubrió que se generaba una corriente eléctrica en un conductor que se exponía a un campo magnético variable.
* Luigi Galvani, en 1790, descubrió, accidentalmente, que se producen contracciones en los músculos de una rana u otro animal cuando entran en contacto con metales cargados eléctricamente.
* Alessandro Volta descubrió que las reacciones químicas podían generar cargas positivas (cationes) y negativas (aniones). Cuando un conductor une estas cargas, la diferencia de potencial eléctrico (también conocido como voltaje) impulsa una corriente eléctrica a través del conductor.
* La diferencia de potencial entre dos puntos se mide en unidades de voltio, en reconocimiento al trabajo de Volta. Humphry Davy, en 1807, trabajó con la electrólisis y aisló de esta forma los metales alcalinos.
* En 1821, el físico alemán Thomas Seebeck descubrió que se producía una corriente eléctrica por la aplicación de calor a la unión de dos metales diferentes.
* Jean Peltier, en 1834, observó el fenómeno opuesto: la absorción de calor mediante el paso de corriente en una unión de materiales.
* Georg Simon Ohm, en 1827, dio una relación (Ley de Ohm) que liga la tensión entre dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que pasa por él, definiendo la resistencia eléctrica.
* El físico alemán Gustav Kirchoff expuso dos reglas, llamadas Leyes de Kirchoff, con respecto a la distribución de corriente eléctrica en un circuito eléctrico con derivaciones.
* James Prescott Joule, en 1841, desarrolló una ley que establece la cantidad de calor que se produce en un conductor por el paso de una corriente eléctrica.
* Wheatstone, en 1844, ideó su puente para medir resistencias eléctricas.
* En 1878, Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú carbonizado-
* En 1901, Peter Hewitt inventa la lámpara de vapor de mercurio.
* En 1873, el físico británico James Clerk Maxwell publicó su obra Tratado sobre electricidad y magnetismo, en donde, por primera vez, reúne en cuatro ecuaciones la descripción de la naturaleza de los campos electromagnéticos.
* Heinrich Hertz extendió esta teoría y demostró que la electricidad puede transmitirse en forma de ondas electromagnéticas, como la luz. Estas investigaciones posibilitaron la invención del telégrafo sin cables y la radio.
* Nikola Tesla experimentó con alto voltaje y corriente alterna polifásica; de esa manera inventó el alternador y el primer motor de inducción, en 1882.
* Por medio de los trabajos de Johann Wilhelm Hittorf, Williams Crookes inventó en 1872 el tubo de rayos catódicos.
* Utilizando un tubo de Crookes, el físico alemán Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X.
* Joseph John Thomson, investigando el flujo de rayos catódicos, descubrió el electrón.
* En 1906, el físico estadounidense Robert Andrews Millikan, mediante su experimento de «la gota de aceite», determinó la carga del electrón.
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LA ELECTRICIDAD ¿Qué es?

Para comenzar, podemos definir la electricidad como un fenómeno físico, químico y natural que se manifiesta en forma de un flujo de electrones que recorre laestructura molecular de un cuerpo cualquiera. Este flujo se produce por las diferencias de potencial que se crean entre las moléculas debido a que las mismas presentan una carga de tipo positiva o negativa que causa a la vez, que los electrones "de sobra" que pueda tener una partícula, son atraidos por otra particula a la que le "falten" electrones y viceversa. La partícula fundamental más ligera que lleva carga eléctrica es el electrón, que transporta una unidad de carga. Los átomos, en circunstancias normales, contienen electrones, y a menudo los que están más alejados del núcleo se desprenden con mucha facilidad. En algunas sustancias, como los metales, proliferan los electrones libres. De esta manera, un cuerpo queda cargado eléctricamente gracias a la reordenación de los electrones. La electricidad en su manifestación natural más imponente es, como ya habíamos platicado, el relámpago