Electricidad estática

La electricidad estática se produce cuando hay un desequilibrio de cargas eléctricas entre dos objetos, a nivel submicroscópico, debido al movimiento de electrones. Los átomos están compuestos por protones con carga positiva, electrones con carga negativa y neutrones sin carga. Normalmente, los objetos tienen un número equilibrado de protones y electrones, lo que los hace eléctricamente neutros, sin carga total (porque se anulan o compensan entre si las cargas positivas y negativas).

Cuando dos materiales se frotan, algunos electrones de los átomos de un material se transfieren al otro. Esto ocurre porque algunos materiales tienen mayor afinidad por los electrones que otros. El material que pierde electrones queda cargado positivamente, mientras que el que los gana se carga negativamente. Este desequilibrio de cargas genera la electricidad estática.

Una vez que los objetos están cargados, pueden interactuar con otros objetos cargados por medio de atracción (se quieren acercar entre sí) o la repulsión (se quieren alejar).

Estas fuerzas de atracción y repulsión se explican mediante el campo eléctrico, que es una región alrededor de un objeto cargado donde se ejercen fuerzas sobre otras cargas. Cuando otro objeto con carga entra en este campo, experimenta una fuerza que depende de la magnitud de su carga y de la intensidad del campo eléctrico del objeto cargado.

Actividad 1

Entrar en el simulador Globos y electricidad estática en Phet

1. ¿Qué pasa con el globo al flotarlo contra el sueter?
2. ¿Qué efecto se observa al poner el globo, ya cargado, a mitad de distancia del suerte y de la pared? ¿A qué se debe esto?
3. ¿Qué sucede conas las cargas eléctricas de la pared al acercarle el globo cargado? A este efecto se denomina polarización de cargas.
4. Poner dos globos:
   1. ¿Qué pasa entre los globos si se frota uno solo de ellos con el sueter y se ponen a media distancia entre la pared y el sueter?
   2. Cargar los dos frontandolos con el sueter. Quitar la pared para que no moleste. Poner uno de los globos cargados en la mitad de la pantalla e inmediatamente acercar el otro globo ¿Qué sucede entre los globos?
   3. ¿A qué puede deberse la diferencia entre ambas situaciones?
5. A modo de resumen:
   1. ¿Qué pasa con las cargas cuándo se frotan dos objetos entre sí? Indicar que sucede para los dos objetos.
   2. ¿Qué pasa si ponemos cerca dos objetos que tienen la misma carga eléctrica total?
   3. ¿Qué pasa si ponemos cerca dos objetos que tienen distinta carga eléctrica total?
   4. ¿Qué pasa cuando un objeto tiene la misma cantidad de cargas positivas y negativas? (como cuando se inicia la simulación y no se frota el sueter y el globo)
   ¿Qué pasa ponemos cerca dos objetos que tienen la misma carga eléctrica? ¿Qué sucede ponemos cerca dos objetos que tienen dístinta carga eléctrica?

Actividad 2

Entrar en el simulador Travoltaje en Phet

1. ¿Qué sucede cuando John frota su pie contra la alfombra?
2. ¿Qué sucede con la alfombra cuando John frota su pie con ella?
3. ¿Cuál será la razón por las cuál las cargas eléctricas se distribuyen por el cuerpo de John?
4. ¿Por qué será que las cargas eléctricas no van hacia la alfombra? ¿Qué pasaría si John hiciera la experiencia descalzo?
5. ¿Qué condiciones deben cumplirse para que se produzca una descarga eléctrica (arco eléctrico) entre John y el picaporte?
6. ¿Cómo influye la distancia entre el dedo de John y el picaporte en la probabilidad de que ocurra una chispa?
7. ¿Qué pasaría si la alfombra fuera de otro material, como madera o plástico? ¿Crees que John aún podría cargarse de la misma manera?