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ELECTRICIDAD ESTÁTICA |
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Se tiene
constancia del interés de la humanidad por fenómenos de la electricidad y del
magnetismo desde la remota antigüedad. Con respecto a la
electricidad,
hacia el año 600 a. C.,
Tales de Mileto
(630-550 a.C.)
observó que, después de frotar una barra de ámbar con un paño,
la barra atraía otros objetos livianos. Tres
siglos después, otro filósofo griego,
Theophrastus (374-287 a.C.),
escribió en un tratado que otras sustancias tienen este mismo
poder. Desde entonces y a lo largo de la Edad Antigua y Media se
conocieron otros hechos de la electricidad y
también del magnetismo (como las interacciones entre imanes y la
orientación de la brújula). |
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Hay que
esperar al siglo XVII para
encontrar el primer trabajo sistemático sobre fenómenos
eléctricos y magnéticos. En el año 1600 la Reina Elizabeth I ordenó a
Gilbert
(1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la
exactitud de las brújulas usadas en la navegación. Gilbert
amplió el trabajo a un número amplio de fenómenos eléctricos y
magnéticos y recopiló los resultados más importantes de sus
experimentos en el libro De Magnete. Fue él quien utilizó
por primera vez el
término electricidad (del griego "elektron", que significa
ámbar). Además, clasificó los materiales en eléctricos (conductores) y aneléctricos (aislantes)
e ideó el primer electroscopio. |
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El trabajo
pionero de Gilbert tuvo amplia continuación, pudiendo citar,
entre otros, a
Von Guericke (1602-1686) (ideó la primera máquina
electrostática y predijo la naturaleza eléctrica de los
relámpagos),
Gray (1666-1736) (demostró que
los materiales conductores pueden ser electrizados si están
aislados y transmitió
electricidad a través de ellos),
Du Fay (1698-1739) (fue el
primero en identificar la existencia de dos tipos de carga
eléctrica, que él denominó carga vítrea y carga resinosa),
Van Musschenbroek (1692-1761) (descubrió la
llamada botella de Leyden y la
base de los actuales condensadores eléctricos),
Watson
(1715-1787) (demostró que una descarga de electricidad estática
es una corriente eléctrica y estudió por primera vez la
propagación de corrientes en gases enrarecidos), y
Franklin
(1706-1790) (demostró que los rayos eran descargas eléctricas de
tipo electrostático e inventó el pararrayos). |
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A continuación
se resumen algunos hechos de la electricidad
estática. En nuestro instituto los estudiantes los comprueban
realizando experimentos muy sencillos en los que utilizan el
péndulo eléctrico, el
electroscopio, y, también, globos (los globos inflados se
electrizan muy fácilmente por frotamiento y debido a su escasa
masa, ponen en evidencia muy claramente efectos de las
fuerzas eléctricas): |
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- La mayoría de
objetos habitualmente no manifiestan propiedades eléctricas (al
acercar diversos materiales al péndulo eléctrico o al
electroscopio no ocurre nada) |
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- Algunos
materiales, como el plástico (por ejemplo, un bolígrafo), el
vidrio (por ejemplo, varillas) y el caucho (globos), se electrizan
por frotamiento intenso con facilidad. Después de haber sido
electrizados se ejercen entre sí fuerzas eléctricas de
atracción o de repulsión. También ejercen fuerza eléctricas
sobre otros objetos no electrizados. Estas acciones
no se observan sólo en objetos en estado sólido, sino que
afectan también a líquidos y gases. Resulta
bastante espectacular observar, por ejemplo, cómo se desvía el agua que mana
de un grifo cuando se le acerca un peine previamente frotado. |
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- Entre objetos del mismo
material, previamente frotados del mismo modo (por ejemplo, dos globos frotados con el cabello
o las bolitas de dos péndulos eléctricos previamente frotadas
con piel de gato), se ejercen siempre fuerzas de repulsión. |
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- Un objeto frotado y otro
neutro se ejercen fuerzas atractivas (por ejemplo: después de
frotar un globo, se puede dejar "pegado a la pared" durante un
buen rato; con un bolígrafo o una regla de plástico, previamente
frotados, se atraen trocitos de papel; etc.) |
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- Cuando
se frotan objetos metálicos sujetándolos directamente con la
mano (por ejemplo, varillas), parecen no electrizarse. Sin embargo, si
se toca la
esferita metálica de un péndulo electrostático con el extremo de
un objeto electrizado (por ejemplo, una regla), se produce
una fuerza de repulsión entre ellos. Si aplicamos el mismo
proceso a la esferita de otro péndulo, se comprueba
posteriormente que entre ambas esferitas se produce una
repulsión. |
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- Esta
experiencia enseña que los objetos metálicos también
se pueden electrizar siempre que se tome la precaución
de no tocarlos para evitar que se
deselectricen. Se puede confirmar electrizando la
varilla metálica de un destornillador (normalmente el mango
es de un material aislante) o la esfera metálica de una
máquina electrostática, como las disponibles en el
laboratorio. |
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- En todas las experiencias se
puede comprobar que la intensidad de las fuerzas eléctricas
disminuye rápidamente con la distancia. |
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