Ciencias naturales básicas



Carga eléctrica y electrización: 3 tipos de electrización

«La carga eléctrica es una propiedad de la materia, relacionada con las partículas subatómicas, responsable de producir las fuerzas electrostáticas». Benjamín Franklin fue uno de los pioneros en el estudio de la carga eléctrica.

Aunque no tengamos muy claro el significado de términos como carga eléctrica, electricidad, corriente eléctrica y electrización, si somos conscientes de lo que estos fenómenos significan en la vida de hoy. Sabemos que las comunicaciones (radios, teléfonos, computadores, televisores), medios de transporte y muchas otras cosas, están directamente relacionadas con ellos.

Podemos generar fuerzas de atracción o repulsión entre ciertos objetos. Por ejemplo, si frotamos un peine en el cabello, con él podemos atraer pequeños pedazos de papel. Si frotamos una barra de vidrio con seda o con la piel humana, podemos generar movimiento en pequeñas esferas de ebonita (caucho) o polipropileno. En los dos casos se observa que no es necesario el contacto físico entre los cuerpos para generar el movimiento. ¿Cuál es la fuerza invisible que obliga a estos cuerpos a interactuar? Esa fuerza invisible procede y está determinada por las cargas eléctricas. ¿De dónde proceden esas cargas?

Átomos y carga eléctrica

Sabemos que la materia está formada por átomos, y que estos a su vez, están formados básicamente por protones, electrones y neutrones. Los electrones y los protones son responsables de la carga eléctrica.

Recuerde que…
Los protones son partículas de carga positiva que hacen parte del núcleo atómico.
Los electrones son partículas de carga negativa que se mueven fuera del núcleo del átomo. Los electrones pueden transferirse de un átomo a otro durante la formación de enlaces y pueden desplazarse a través de materiales conductores como los metales. Este movimiento facilita la electrización.

Electrización

La electrización es el proceso por el cual, un objeto adquiere una carga eléctrica neta, diferente de cero. Puede darse por ionización o por polarización. Por un lado, la ionización está relacionada con ganancia o pérdida de electrones. Por otro lado, la polarización es la concentración de cargas de un mismo signo, en una región determinada un cuerpo. No obstante, en ambos casos se dice que el cuerpo está cargado eléctricamente. 

Carga eléctrica
Figura 1. Representación de un cuerpo neutro y uno polarizado.

Cuando un cuerpo tiene la misma cantidad de partículas, positivas y negativas, distribuidas de manera homogénea, se dice que el cuerpo es neutro y sus características eléctricas no se pueden percibir con facilidad. Pero si esas partículas se distribuyen de manera que las partículas del mismo signo de agrupen en una región del cuerpo, se dice que el cuerpo está cargado o electrizado. El electroscopio es el instrumento que permite saber si un objeto está electrizado.

Cuando dos cuerpos cargados o electrizados interactúan, dicha interacción cumple la ley de las fuerzas electromagnéticas. Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.

Tipos de electrización

Un cuerpo puede ser electrizado de diversas maneras:

1. Electrización por contacto

Se puede cargar un cuerpo neutro con solo tocarlo con otro cuerpo previamente cargado. En este caso, si se toca un cuerpo neutro con uno cargado positivamente, el cuerpo adquiere carga positiva y si se toca con uno cargado negativamente, entonces el cuerpo adquiere carga negativa. Esto se debe a que habrá una transferencia de electrones libres desde el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga en menor proporción.

2. Electrización por frotamiento

Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (cantidad de electrones = cantidad de protones) ambos se cargan. Uno con carga negativa y el otro con carga positiva. Por ejemplo, si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay traspaso de electrones de vidrio a la seda; la seda adquiere carga negativa y el vidrio queda con carga positiva.

3. Electrización por inducción

La inducción es un proceso de carga de un cuerpo sin contacto directo. Este tipo de electrización tiene tres características. Primero, como no hay contacto directo entre el cuerpo cargado y el cuerpo neutro, no hay transferencia de electrones de un cuerpo al otro. Además, el cuerpo neutro adquiere cargas de signo contrario al del cuerpo cargado, puesto que las cargas de igual signo se repelen. Finalmente, la carga inducida en el cuerpo neutro es temporal; es decir, cuando el cuerpo cargado se aleja, el cuerpo neutro pierde las cargas inducidas.

Taller de lectura

  1. ¿Qué es la carga eléctrica?
  2. ¿Cómo está formada la materia?
  3. ¿Qué son protones?
  4. ¿Qué son electrones y como participan en la formación de enlaces y en la electrización?
  5. ¿Cuáles son las partículas del átomo responsables de la carga eléctrica?
  6. ¿Cuál es la diferencia entre un cuerpo neutro y un cuerpo electrizado?
  7. Copie la figura 1, con la descripción.
  8. ¿Qué ley se cumple cuando interactúan dos cuerpos electrizados y que dice dicha ley?
  9. Defina cada uno de los tipos de electrización.
  10. Cuando frota un globo con su cabello para luego atraer el cabello de otra persona sin tocarlo físicamente ¿Qué tipo de electrización sufre el globo? ¿Qué tipo de electrización sufre el cabello de la otra persona?