La electrostática es la rama de la Física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema.

Es la parte de la electricidad que estudia las cargas eléctricas en reposo.

Ya desde la antigüedad se sabía que al frotar objetos se obtenía como consecuencia la propiedad que adquirían para atraer pequeñas partículas. Uno de los primeros sabios en interesarse en este fenómeno fue el griego Tales de Mileto.Posteriormente fue Benjamín Franklin quien les asignó los nombres de cargas positivas y cargas negativas.

ELECTROESTÁTICA

ESTRUCTURA DE LA MATERIA.

La materia esta compuesta por moléculas y estas a su ve por átomos. El átomo a su vez está compuesto por:Un núcleo muy denso formado por protones cargados positivamente y de neutrones sin carga.Una nube electrónica que posee electrones muy livianos cargados negativamente.Un átomo por su naturaleza es neutro , es decir que tiene igual numero de electrones como de protones.

Existen partículas mas pequeñas que el átomo llamados QUARTZ . No existe evidencia experimental que estos estén libres. Los QUARTZ poseen cargas electicas que son una fracción dela carga eléctrica del electrón.

¿Cuándo un cuerpo está cargado eléctricamente? En cuerpo cualquiera está formado por moléculas y éstas están formadas por átomos. Los átomos poseen, básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y los protones tienen propiedades eléctricas mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se les asignó la propiedad de tener carga negativa y a los protones carga positiva. Se dice, entonces, que un cuerpo está cargado negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado positivamente si tiene una ausencia de electrones, es decir, si tiene más protones que electrones.

CARGA ELÉCTRICA

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas.La carga eléctrica es una propiedad de los cuerpos. Cualquier trozo de materia puede adquirir carga eléctrica.En la materia la carga eléctrica, se manifiesta cuando existe un desequilibrio entre los protones y los electrones de uno o varios de los átomos que componen la materia, es decir, cuando los átomos gana o pierden electrones por un exceso de energía debido algún fenómeno externo.

La unidad de la carga eléctrica es Coulomb (C).A veces se mide en:

A la carga eléctrica se la designa con la letra Q.La unidad de carga eléctrica es el electrón (e) y su carga eléctrica es e = 1,602x10-19[C] .Para efectos de cálculos si la carga de un cuerpo es un número entero de electrones, se utiliza e = - 1,6x10-19[C]. Si fuera un cuerpo que está cargado positivamente, para cálculos se utiliza e = 1,6x10-19[C] .

CUANDO UN ÁTOMO GANA ELECTRONES SE CARGA NEGATIVAMENTE Y SI PIERDE SE CARGA POSITIVAMENTE.

PROPIEDADES DE LA CARGA ELÉCTRICA .1. Existen dos tipos de cargas eléctricas en la naturaleza, positivas y

negativas ,con la propiedad que cargas eléctricas de diferente signo se atrae n y cargas eléctricas del ismo signo se repelen.

2. La fuerza eléctrica entre las cargas eléctricas varía inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa .

3. La carga eléctrica se conserva en cualquier proceso de carga que tenga lugar en un sistema aislado. Es decir que si se produce cierta cantidad de carga eléctrica de cierto signo en un cuerpo, también debe `producirse una igual cantidad de carga eléctrica de signo contrario en el otro cuerpo.

LEYESLey de la conservación de la carga eléctrica. “La carga eléctrica en un sistema debido un proceso se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye, sino que se transfiere de un cuerpo a otro.”Inicialmente la barra de caucho y el pedazo de lana están descargados eléctricamente

Ley de cubanización de la carga eléctrica. “La carga eléctrica es cuantiada, es decir, la carga eléctrica que adquiere un cuerpo es un múltiplo entero de la carga del electrón.”La formula:

PROCESOS PARA CARGAR UN CUERPO ELECTRICAMENTE:

Hay varios tipos como:• Por efecto piezoeléctrico.•Por efecto fotoeléctrico.•Por efecto termoiónico.•Por fricción o rozamiento.•Por contacto • Por inducción.

POR FRICCIÓN O ROZAMIENTO. Es la ionización de la materia producida por los choques de los átomos de un cuerpo sobre los átomos de otro cuerpo.POR CONTACTO .Es la transferencia de carga eléctrica de un cuerpo cargado a otro cuerpo cargado o neutro y que necesita de un contacto físico. INDUCCIÓN Es el proceso por el cual la carga eléctrica se distribuye de otra forma en el material conductor . Con ayuda de la conexión a tierra se puede cargar el material conductor.

CONEXIÓN A TIERRA.Es el contacto con la tierra. Se trata de que el cuerpo, que se supone está cargado, se conecte a la tierra mediante un conductor. La tierra tiene la propiedad de atraer los electrones que están en exceso en un cuerpo cargado negativamente o de proveerle de electrones si está cargado positivamente.

CAMPO ELÉCTRICO

Concepto de campo eléctrico.- para la física señala un vector en el espacio en el que, a cada punto de el, se puede asociar una magnitud física la cual puede ser vectorial o escalar. Se extiende hacia afuera de toda carga eléctrica Q, llamada carga generadora y existe en todo el espacio que rodea a esta carga. De este modo , si una segunda carga q” se ubica cerca de la primera, experimentara una fuerza eléctrica aplicada por el campo generado por Q.La idea de campo eléctrico es como Michael Faraday explico la acción de una fuerza a distancia, como la fuerza eléctrica.

La dirección del Campo Eléctrico en un punto se define como la dirección de la fuerza eléctrica que se ejerce sobre una pequeña carga positiva situada en dicho punto.

La intensidad del campo eléctrico es la magnitud o el valor del vector campo eléctrico. Este campo existe en forma independiente a la carga sobre la cual actúa, si esta cargada de prueba se retira del espacio que rodea ala carga que genera el campo, este sigue existiendo peo la fuerza eléctrica no.

LINEAS DE CAMPO Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas tales que en cada punto el campo vectorial sea tangente a dichas líneas, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo".Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, de manera que su tangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto. Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir encontramos que la mayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga.

•Las líneas de campo entre dos cargas se curvan y están dirigidas de acuerdo a los signos de las cargas. La cantidad de líneas esta de acurdo a su valor

CAMPO ELECTRICO UNIFORME. Un campo eléctrico en una regio es uniforme cuando presenta el mismo valor y dirección en todos los puntos de la región. Una manera de obtener un campo eléctrico uniforme es a través de dos placas paralelas cargadas. Entre estas el campo esta orientado desde la placa positiva a la negativa y el vector E no cambia.

POTENCIAL ELECTRICO† La energía potencial la relacionamos con la capacidad de producir movimiento.† La energía potencial eléctrica se mide en julios (J) y será positiva cuando la fuerza sea repulsiva.† Formula corresponde a la energía potencial eléctrica por unidad de carga :

† Su unidad de medida en el sistema internacional, es el VOLT (V) que corresponde a (J/C).†Por ejemplo, un potencial de 220 (V) m significa que un punto una carga de 1 (C), adquiere una energía de 220(J).

DIFERENCIA DE POTENCIAL ELECTRICO.

La energía potencial eléctrica por unidad de carga, varia de acuerdo a la distancia respecto de una carga regeneradora. Por lo tanto, existe una diferencia de potencial eléctrico (V) entre dos puntos ubicados a diferentes distancias de la carga generadora de un campo eléctrico.

Se define como el trabajo realizado (W) por un agente externo por unidad de carga independiente de la trayectoria seguida.

En términos de la variación de la energía potencial eléctrica, podemos escribir la relación :