Las cargas eléctricas

¿Qué es la carga eléctrica?

La materia que nos rodea está formada por átomos que constan, a su vez, de protones neutrones y electrones. Los protones y electrones tienen una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica. Esta carga eléctrica puede ser de dos tipos

• Los protones tienen carga eléctrica positiva
• Los electrones tienen carga eléctrica negativa

Normalmente, los átomos de los cuerpos tienen tantos protones como electrones, por lo que tendrán tantas cargas eléctricas positivas como negativas. Esto hace que sean neutros. Pero los átomos pueden ganar o perder electrones y convertirse en iones. De esta forma, los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica.

• Cuando los átomos ganan electrones, el cuerpo adquiere carga eléctrica negativa. 
• Cuando los átomos pierden electrones, entonces el cuerpo adquiere carga eléctrica positiva.

Un cuerpo electrizado está cargado positiva o negativamente porque ha perdido o ganado electrones. Por consiguiente, la carga eléctrica es una magnitud física medible y cuantificable. La cantidad de electricidad neta de un cuerpo será igual a un número entero de veces la carga del electrón. En el Sistema Internacional, la unidad de carga eléctrica es el culombio (C), que equivale a la carga eléctrica de unos seis trillones de electrones.

1C = 6,24.10¹⁸ electrones

Otra unidad muy usada es el microculombio (μC):

1 μC = 10^-6C

Por tanto, la carga del electrón, en culombios, será:

q_e=-1,602 10^-19 C

se considera que es una carga de tipo negativo. La carga de un protón tiene el mismo valor, pero es de signo opuesto: +1,602 10^-19 C.

¿Cómo adquieren carga eléctrica los cuerpos?

Para adquirir carga eléctrica, es decir, para electrizarse, los cuerpos tienen que ganar o perder electrones. Si frotamos un bolígrafo con nuestro jersey de lana, veremos que este es capaz de atraer pequeños trozos de papel. Decimos que el bolígrafo se ha electrizado.

Este fenómeno se explica porque al frotar pasan electrones de la lana al bolígrafo y este se carga negativamente.

Otras sustancias, como la ebonita, el vidrio, el ámbar..., también se electrizan. Por ejemplo, cuando frotamos una barra de vidrio con un paño de seda, pasan cargas negativas del vidrio a la seda, con lo que la barra de vidrio queda con un exceso de carga positiva, y la seda, con un exceso de carga negativa.

Observemos ahora la siguiente experiencia realizada con un péndulo eléctrico: una bola ligera (de porexpán, por ejemplo) suspendida de un hilo muy fino. La bolita del péndulo es atraída por la barra de ebonita electrizada, y después del contacto es repelida. Si ahora acercamos una barra de vidrio electrizada, atraerá a la bolita. Con estas experiencias deducimos que hay dos tipos de electricidad:

• La del vidrio frotado denominada vitrea o positiva.
• La de la ebonita frotada, llamada resinosa o negativa. 

Cuando un cuerpo cargado se acerca a otro descargado sin tocarlo, puede producir en este una separación entre algunas de sus cargas positivas y negativas. Tal efecto se conoce como inducción eléctrica.

De esta manera es posible interpretar por qué las barras cargadas de plástico y de vidrio atraen trocitos de papel. La barra cargada provoca una redistribución de las cargas en el papel por inducción, lo que origina una atracción entre la barra y los papelitos, pues las cargas positivas (o negativas) del papel se ubican más cerca de la barra de plástico (o vidrio).

Cuerpos con electricidad del mismo signo se repelen y cuerpos con electricidad de diferente signo se atraen. Podemos concluir que las formas de cargar un cuerpo pueden ser de tres tipos:

• Por frotamiento, como en las barras de plástico y de vidrio.
• Por contacto, como en la experiencia del péndulo.
• Por inducción.