1.1. CARGA ELÉCTRICA.

La carga eléctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar la pérdida o ganancia de electrones.
La carga eléctrica "q" puede clasificarse como carga eléctrica positiva (protones) y carga eléctrica negativa (electrones). Los fenómenos eléctricos se atribuyen a la separación de las cargas eléctricas del átomo y su movimiento. Por esta razón el concepto de carga eléctrica es la base para definir los fenómenos eléctricos.

Animación 1. Átomo de Cobre.

Animación 2. Átomo de Aluminio.

Animación 3. Átomo de Carbono.

La unidad de medida de la carga es el coulomb (C), En honor al Físico e Ingeniero militar Charles Augustin Coulomb (1736 - 1806) este francés fue el primero en explicar de forma matemática la ley de atracción de las cargas.

Un coulomb (C) es la carga de |6.24X10¹⁸| electrones o la carga de un electrón es una carga negativa de 1.6021X10^-19(C).

La carga eléctrica de un cuerpo u objeto se establece a partir de la relación entre el número de protones y el número de electrones existentes en el. Si esta relación es de igualdad se dice que el cuerpo no está cargado. Si el número de electrones es mayor al número de protones, afirmamos que el cuerpo está cargado negativamente. Si el número de electrones es menor que el número de protones afirmamos que el cuerpo está cargado positivamente.

Cargar un cuerpo negativa o positivamente es consecuencia de la ganancia o pérdida de electrones respectivamente. Es de resaltar que los elementos con capacidad de transferirse son los electrones.

La carga transferida a un elemento, en un intervalo de tiempo entre t₁ y t₂ se expresa como una integral definida.(Hayt Jr, Kemmerly, & Durbin, 2004, pág. 12).

Donde i(t) es la corriente. a través de el elemento.

La expresión matemática para la carga total transferida a lo largo de todo el tiempo, se obtiene sumando q(t₁) o carga inicial, a la carga transferida a lo largo del tiempo entre q(t₁) y q(t₂), la expresión anterior.(Hayt Jr, Kemmerly, & Durbin, 2004, pág. 12).

Formas de cargar un cuerpo.

Por contacto.
Se puede cargar un cuerpo neutro con sólo tocarlo con otro previamente cargado.

Animación 4. Carga por contacto.

 

Por frotamiento.
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.

Animación 5. Carga por frotamiento.

 

Por inducción.
 Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. El elemento cargado ya sea positivo o negativo atrae las cargas del signo contrario del elemento neutro, Generando en el elemento neutro que las cargas eléctricas de signo positivo se concentran en una zona del elemento mientras las cargas negativas se concentran en una zona diferente del elemento. Sin embargo el cuerpo sigue siendo neutro.

Animación 6. Carga por inducción.

 

Por efecto fotoeléctrico.
En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre su superficie. Esto se produce cuando los fotones (Cuanto de luz) son adsorbidos por los electrones del conductor llenándoles de energía para poder escapar del conductor.

Animación 7. Carga por efecto fotoeléctrico.

Por electrólisis.
Es un proceso para separar un compuesto por medio de la electricidad utilizando electrolitos (compuesto ionizante).
Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrólito y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o tensión aplicada.

Animación 8. Carga por electrólisis.

Por efecto termoeléctrico.
Este proceso se caracteriza por transformar el calor en electricidad. Si se unen por ambos extremos dos alambres de distinto material (este circuito se denomina termopar), 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. Este fenómeno fue observado por primera vez en 1821 por el físico alemán Thomas Seebeck, y se conoce como efecto Seebeck.

Animación 9. Carga por efecto termoeléctrico.

EJERCICIO.

Sistema de Unidades	Corriente