Electrostática (Material de apoyo 11°)

QUÉ ES LA ELECTROSTÁTICA

Desde la antigüedad ya los griegos habían observado que cuando frotaban enérgicamente un trozo de ámbar, podía atraer objetos pequeños. Posiblemente el primero en realizar una observación científica de ese fenómeno fue el sabio y matemático griego Thales de Mileto, allá por el año 600 A.C., cuando se percató que al frotar el ámbar se adherían a éste partículas del pasto seco, aunque no supo explicar la razón por la cual ocurría ese fenómeno.
	Trozo de ámbar

No fue hasta 1660 que el médico y físico inglés William Gilbert, estudiando el efecto  que se producía al frotar el ámbar con un paño, descubrió que el fenómeno de  atracción se debía a la interacción que se ejercía entre dos cargas eléctricas  estáticas o carente de movimiento de diferentes signos, es decir, una positiva (+)  y la otra negativa (–). A ese fenómeno físico Gilbert lo llamó “electricidad”,  por analogía con“elektron”, nombre que en griego significa ámbar. En realidad lo que ocurre es que al frotar con un paño el ámbar, este último se electriza  debido a que una parte de los electrones de los átomos que forman sus moléculas  pasan a integrarse a los átomos del paño con el cual se frota. De esa forma los átomos  del ámbar se convierten en iones positivos (o cationes), con defecto de electrones y los del  paño en iones negativos (o aniones), con exceso de electrones.

A.- Trozo de ámbar y trozo de paño con las cargas eléctricas de sus átomos  equilibradas. B.- Trozo de.ámbar electrizado con carga estática positiva, después de  haberlo frotado con el  paño.  Los  electrones<del ámbar han pasado al paño, que  con esa acción éste adquiere carga negativa.

Para que los átomos del cuerpo frotado puedan restablecer su equilibrio atómico, deben  captar de nuevo los electrones perdidos. Para eso es necesario que atraigan otros cuerpos  u objetos que le cedan esos electrones. En electrostática, al igual que ocurre con los polos  de un imán, las cargas de signo diferente se atraen y las del mismo signo se repelen.

A.- Montoncitos de papeles recortados. B.- Peine cargado electrostáticamente con  defecto de electrones.después  de  habernos  peinado  con  el  mismo.  C.- Los  papelitos   son  atraídos  por  el  peine<restableciéndose,  de esa forma, el equilibrio electrónico de los  átomos que lo componen ( los papeles le.ceden a éste los electrones que perdieron al  pasárnoslo por el pelo ).

Tormenta eléctrica

Una manifestación de carga estática la tenemos en las nubes  cuando se generan tormentas eléctricas con rayos. Cuando una  nube se encuentra completamente ionizada o cargada positivamente,  se establece un canal o conducto natural que es capaz de atraer  iones cargados negativamente desde la Tierra hasta la nube.  Cuando los iones negativos procedentes de la Tierra hacen contacto  con la nube, se produce el rayo al liberar ésta la enorme carga de  corriente eléctrica estática acumulada. Otro ejemplo lo tenemos en los vehículos, que al desplazarse a través  de la masa de aire que lo rodea, adquieren carga estática.  Cuando eso ocurre podemos llegar a sentir una descarga o calambrazo  eléctrico en el cuerpo al tocar alguna de las partes metálicas del vehículo.

Las máquinas fotocopiadoras e impresoras láser hacen uso práctico de la carga  eléctrica estática. Su principio de funcionamiento se basa en que un rayo de luz ilumina  la imagen o texto por medio de un proceso de escaneo y la transfieren a un tambor  fotosensible como carga estática. El polvo de impresión otoner, que posee características  magnéticas, al pasar al tambor se adhiere a las partes sensibilizadas por el rayo de luz.  A continuación cuando el papel pasa por el tambor fotosensible, el polvo del toner se  desprende y se adhiere a su superficie, transfiriendo así todo el contenido del tambor.  Para que el polvo del toner no se desprenda del papel antes de salir de la fotocopiadora  o impresora, se hace pasar por un rodillo caliente que se encarga de fijarlo de forma permanente.