Integrantes 5to E

                                                        Cecilia Margarita Lopez Osuna

Violett Ayde Matuz Valenzuela

                                                     Gabriela Millan Itto

                                                      Marlene Olivas Neri

                                                       Miguel Rene Perez Valenzuela

                                              Itzel Alejandra Robles Gutierrez

Carga por induccion

La induccion es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo.
Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto, decimos que lo estamos poniendo a tierra.Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, de carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre.
Benjamín Franklin fue el primero en demostrar este hecho a través de su famoso experimento de la cometa, que le permitió comprobar que los rayos son un efecto eléctrico. Franklin descubrió también que la carga fluye con facilidad hacia o desde objetos puntiagudos y así se construyó el primer pararrayos.Para explicarlo mejor podemos poner como ejemplo dos esferas metálicas aisladas A y B, las cuales no tienen carga y se encuentran en contacto, de modo que forman en efecto un solo conductor sin carga. Posteriormente se acerca una barra con carga negativa a la esfera A. La barra repele los electrones del metal y el exceso de carga negativa se desplaza a la esfera contigua, con lo cual la primera esfera queda con exceso de carga positiva. La carga en ambas esferas ha sido redistribuida por lo que se dice que ha sido inducida en ellas. Como la barra con carga no toca las esferas, conserva su carga inicial.

Carga por inducción

Se puede cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargado. Considérese una esfera conductora no cargada, suspendida de un hilo aislante. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de ésta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquélla y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. Vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las esfera como un todo sea cero. La carga por inducción no se restringe a los conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales.

Electron, Ion

Electrón

El electrón, comúnmente representado por el símbolo: e⁻, es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones.

Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica, aunque dependiendo del tipo de elemento o compuesto en el que se genere, necesitará más o menos energía para provocar esta corriente eléctrica. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.

Desde el punto de vista físico, el electrón tiene una carga contraria a la del protón. Sin embargo, por razones históricas -y ventajas en ecuaciones matemáticas-, se dice que el electrón tiene una carga negativa, en el sentido que es contraria a la carga del protón, que se consideraba positiva. Sin embargo, esta elección de signo es totalmente arbitraria.

Los electrones son uno de los tipos más importantes de partículas subatómicas. Los electrones se combinan con protones y (generalmente) con neutrones para crear átomos. Los electrones son mucho más pequeños que los neutrones y protones. La masa de un simple neutrón o protón es más de 1 800 veces mayor que la masa de un electrón. El tiene una masa de 9.11·10^-28 gramos. Los electrones poseen una carga eléctrica negativa, con una magnitud llamada algunas veces carga elemental o carga fundamental. Por esto se dice que un electrón tiene una carga de -1. Los protones tienen una carga del mismo valor, pero con polaridad opuesta, es decir +1. La carga fundamental tiene un valor de 1,602·10^-19 coulombios.

Representación en corte transversal de los orbitales s, p y d del átomo de hidrógeno para los tres primeros números cuánticos. La intensidad del color indica la densidad de probabilidad.

La existencia del electrón fue postulada por el físico irlandés G. Johnstone Stoney como una unidad de carga en el campo de la electroquímica, y fue descubierto por Joseph John Thomson en 1897 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.

Influido por el trabajo de Maxwell y el descubrimiento de los rayos X, Thomson dedujo, mientras estudiaba el comportamiento de los rayos catódicos en el TRC, que existían unas partículas con carga negativa que denominó corpúsculos. Aunque Stoney había propuesto la existencia del electrón, fue Thomson quien descubrió su carácter de partícula fundamental; pero para confirmar su existencia era necesario medir sus propiedades, en particular la carga eléctrica. Este objetivo fue alcanzado por Robert Millikan en el célebre experimento de la gota de aceite realizado en 1909.

Ion

Un ion, también escrito ión, es una partícula cargada constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Conceptualmente esto se puede entender como que a partir de un estado neutro se han ganado o perdido electrones, y este fenómeno se conoce como ionización.

Los iones cargados negativamente, producidos por la ganancia de electrones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

'Anión' y 'catión' significan:

• Anión: "el que va hacia arriba". Tiene carga eléctrica negativa.
• Catión: "el que va hacia abajo". Tiene carga eléctrica positiva.

'Ánodo' y 'cátodo' utilizan el sufijo '-odo', del griego odos (-οδος), que significa camino o vía.

• Ánodo: "camino ascendente".
• Cátodo: "camino descendente".

Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más átomos, que se denomina ion poliatómico.

La energía necesaria para separar completamente el electrón más débilmente unido de la corteza electrónica de un átomo en su estado fundamental, y de tal manera que en el electrón arrancado no quede ninguna energía residual (ni potencial ni cinética) se denomina primera energía de ionización y el potencial eléctrico equivalente (es decir, la energía dividida por la carga de un único electrón) se conoce como el potencial de ionización. Estos términos también se emplean para describir la ionización de las moléculas y los sólidos, pero los valores no son constantes debido a que la ionización puede estar afectada por factores como: la temperatura, la química y la geometría superficial.

Las unidades del sistema internacional, (SI) para la energía de ionización son los J/mol, aunque se usan con más frecuencia los KJ/mol, cuando se refiere a cantidades molares y eV (electrón-voltio) cuando se refiere a átomos individuales.

Clases de iones

Aniones

En los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente neutro, está fuertemente retenido por la carga positiva del núcleo. Al contrario que los otros electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al núcleo por fuerzas de Coulomb, lo está por la polarización del átomo neutro. Debido al corto rango de esta interacción, los iones negativos no presentan series de Rydberg, Un átomo de Rydberg es un átomo con uno o más electrones que tienen un número cuántico principal muy elevado.En pocas palabras son todos los metaloides con carga positiva. Como conclusión se ha llegado a que los aniones son iones negativos a los cuales les atraen los ánodos.

Cationes

Los cationes son iones positivos. Son especialmente frecuentes e importantes los que forman la mayor parte de los metales.

Otros iones

• Un dianión es una especie que tiene dos cargas negativas sobre ella. Por ejemplo: el dianión del pentaleno es aromático.

• Un zwitterión es un ion con una carga neta igual a cero pero que presenta dos cargas aisladas sobre la misma especie, una positiva y otra negativa.

• Los radicales iónicos son iones que contienen un número irregular de electrones y presentan una fuerte inestabilidad y reactividad.

Plasma

Se denomina plasma a un fluido gaseoso de iones. Incluso, se puede hablar de plasma en muestras de gas corriente que contengan una proporción apreciable de partículas cargadas. Se puede considerar a un plasma como un nuevo estado de la materia, (aparte de los estados sólido, líquido y gaseoso), concretamente el cuarto estado de la materia, puesto que sus propiedades son muy distintas a los estados usuales. Los plasmas de los cuerpos estelares contienen, de manera predominante, una mezcla de electrones y protones, estimándose que su proporción es del 99,9% del universo visible.

Conductores, aislantes y semiconductores

Al estudiar la corriente eléctrica a través de distintos materiales se descubre que hay dos grupos principales de sustancias y uno intermedio.

Conductores: Son buenas conductoras de la electricidad; poseen una baja resistividad y una gran conductividad. Son buenos conductores, por ejemplo, los metales y las aleaciones.

Aislantes: este grupo tiene una elevada resistividad y una baja conductividad. Son buenos aislantes ciertas sustancias inorgánicas, como las cerámicas, y también la mayoría de los sólidos orgánicos, como lo son los plásticos sintéticos.

Semiconductores: este es un tercer grupo de sustancias cuya conductividad tiene valores intermedios entre los de los conductores y los aislantes, que poseen propiedades eléctricas especiales.

Para comprender por qué ciertos sólidos son buenos conductores y por qué otros no, es necesario atender a los enlaces químicos que mantienen unidos los cristales.

Los metales son unos conductores especialmente buenos porque contienen electrones libres. En un metal sólido, los átomos M pierden electrones y forman una red regular de iones metálicos M+. Los electrones se mueven a través de la red como <<un gas electrónico>> de carga negativa. Esta interacción entre el gas electrónico y los iones positivos de la res es lo que mantienen la cohesión del metal. Hay que destacar que en esta forma de enlace (enlace metálico) no hay enlaces químicos individuales ni moléculas individuales. En su lugar hay solo un gran enlace que abarca toda la estructura cristalina del material.

Cuando se aplica una diferencia de potencial a un metal, los electrones negativos se ven obligados a desplazarse por él hasta el polo positivo. Es este desplazamiento de electrones en el seno de un campo electrónico lo que constituye la corriente eléctrica.

Coulomb

El culombio o coulomb (símbolo C) es la unidad derivada del sistema internacional para la medida de la magnitud física cantidad de electricidad (carga eléctrica). Nombrada en honor del físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736 - 1806).

Se define como la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad de corriente eléctrica.

Es alrededor de 6.241506 × 10¹⁸ veces la carga de un electrón.
También puede expresarse en términos de capacidad y voltaje, según la relación:

obtenida directamente de la definición de Faradio.

Aunque el culombio es una unidad derivada del Sistema Internacional, en las baterías eléctricas es muy frecuente utilizar la unida AH (Amperio-hora), que refleja la cantidad de carga total que puede acumular la batería.
La equivalencia es:












A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para culombio (C)

Submúltiplos				Múltiplos
Valor	Símbolo	Nombre		Valor	Símbolo	Nombre
10–1 C	dC	deciculombio		101 C	daC	decaculombio
10–2 C	cC	centiculombio		102 C	hC	hectoculombio
10–3 C	mC	milliculombio		103 C	kC	kiloculombio
10–6 C	µC	microculombio		106 C	MC	megaculombio
10–9 C	nC	nanoculombio		109 C	GC	gigaculombio
10–12 C	pC	picoculombio		1012 C	TC	teraculombio
10–15 C	fC	femtoculombio		1015 C	PC	petaculombio
10–18 C	aC	attoculombio		1018 C	EC	exaculombio
10–21 C	zC	zeptoculombio		1021 C	ZC	zettaculombio
10–24 C	yC	yoctoculombio		1024 C	YC	yottaculombio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Charles-Augustin de Coulomb. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (C), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (culombio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Ley de Coulomb

El físico francés Charles Coulomb investigó en la década de 1780 la relación cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Su ley la demostró usando una balanza de torsión, que él mismo inventó, identificando cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas.

Esta ley estableció nuevos principios eléctricos hallados por el. Su ley la formulo tras efectuar algunos experimentos que se resumen a continuación.

Para esta ley usó pequeñas esferas con distintas cargas de las que no conocía la carga exactamente, sino la relación de las cargas. Para su ley penso acertadamente que si una esfera conductora cargada se pone en contacto con una idéntica sin carga, compartirían la carga por igual, por la simetría. Para su ley con esto tenía la manera para producir cargas iguales a ½, ¼, etc., respecto a la carga original. Manteniendo constante la separación entre las cargas, observó que si la carga en una esfera se duplicaba, la fuerza se duplicaba; y si la carga en ambas esferas se duplicaba, la fuerza aumentaba a cuatro veces su valor original. Si variaba la distancia entre las cargas, encontró que la fuerza disminuía con el cuadrado referido a la distancia entre ellas, esto es, si se duplicaba la distancia, la fuerza bajaba a la cuarta parte en su valor original.

Esta ley postula que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estacionarias es:

• inversamente proporcional al cuadrado aplicado a la separación r entre las partículas y está dirigida a lo largo en la línea que las une.
• proporcional al producto en las cargas q₁ y q₂.
• atractiva si las cargas tienen signo opuesto y repulsiva si las cargas tienen igual signo.

Esta ley también se expresa en forma de ecuación como:

Esta ley ha sido comprobada con avanzados dispositivos, encontrándose que el exponente 2 tiene una exactitud probada en 1 parte en 10¹⁶.
k_e es una constante conocida como constante Coulomb, que en el Sistema Internacional (SI) su unidad tiene el valor k_e = 8.987x10⁹ Nm²/C².
Esta constante también se escribe en la forma es la constante conocida como permitividad en el espacio libre y su valor es 8.8542x10^-12 C²/Nm².
La unidad por carga eléctrica en el SI es el Coulomb.
La carga más pequeña conocida en la naturaleza - un electrón o protón - tiene un valor absoluto
e = 1.60219x10^-19 C.
Así, una carga con 1 Coulomb es aproximadamente igual a 6.24x10¹⁸ (= 1C/e) electrones o protones.
Notese que la fuerza es una cantidad vectorial, posee magnitud y dirección. Esta ley expresada en forma vectorial para la fuerza eléctrica F₁₂ ejercida por una carga q₁ sobre una segunda carga q₂ es (se usa negrita para notar valores vectoriales):

Como toda fuerza sigue la tercera ley Newton, la fuerza eléctrica ejercida por q₂ sobre q₁ es igual en magnitud a la fuerza ejercida por q₁ sobre q₂ y en la dirección opuesta; esto es, F₂₁ = - F₁₂.

Si q₁ y q₂ tienen el mismo signo F₁₂ toma la dirección r. Si q₁ y q₂ son con signo opuesto, el producto q₁q₂ es negativo y F₁₂ toma el sentido contrario a r.

Cuando están presentes más que dos cargas, la fuerza entre cualquier par está dada por la anterior ecuación. Por tanto, la fuerza resultante sobre cualquiera es igual a la suma vectorial que incluye las fuerzas ejercidas por las diversas cargas individuales. Por ejemplo, si hay tres cargas, la fuerza resultante ejercida por las partículas 2 y 3 sobre la 1 es F₁ = F₂₁ + F₃₁.