¿Alguna vez te has sorprendido al tocar el pomo de una puerta o has visto que tu cabello se encrespa en días particularmente fríos y secos? Si ha tenido alguna de estas experiencias, se ha encontrado con electricidad estática. La electricidad estática es la acumulación de carga eléctrica (positiva o negativa) en un lugar. También se llama "electricidad en reposo".
Conclusiones clave: electricidad estática
- La electricidad estática se produce cuando la carga se acumula en un lugar.
- Los objetos generalmente tienen una carga total de cero, por lo que acumular una carga requiere la transferencia de electrones de un objeto a otro.
- Hay varias formas de transferir electrones y así acumular una carga: fricción (efecto triboeléctrico), conducción e inducción.
Las causas de la electricidad estática
Una carga eléctrica , definida como positiva o negativa, es una propiedad de la materia que hace que dos cargas eléctricas se atraigan o se repelan. Cuando dos cargas eléctricas son del mismo tipo (ambas positivas o ambas negativas), se repelerán entre sí. Cuando son diferentes (uno positivo y otro negativo), atraerán.
La electricidad estática se produce cuando la carga se acumula en un lugar. Por lo general, los objetos no están cargados ni positiva ni negativamente; experimentan una carga total de cero. Acumular una carga requiere la transferencia de electrones de un objeto a otro.
Eliminar electrones cargados negativamente de una superficie hará que esa superficie se cargue positivamente, mientras que agregar electrones a una superficie hará que esa superficie se cargue negativamente. Por lo tanto, si se transfieren electrones del Objeto A al Objeto B, el Objeto A se cargará positivamente y el Objeto B se cargará negativamente.
Carga por Fricción (Efecto Triboeléctrico)
El efecto triboeléctrico se refiere a la transferencia de carga (electrones) de un objeto a otro cuando se frotan entre sí, mediante fricción. Por ejemplo, el efecto triboeléctrico puede ocurrir cuando se arrastra sobre una alfombra con calcetines durante el invierno.
El efecto triboeléctrico tiende a ocurrir cuando ambos objetos son eléctricamente aislantes , lo que significa que los electrones no pueden fluir libremente. Cuando los dos objetos se frotan juntos y luego se separan, la superficie de un objeto ha ganado una carga positiva, mientras que la superficie del otro objeto ha ganado una carga negativa. La carga de los dos objetos después de la separación se puede predecir a partir de la serie triboeléctrica , que enumera los materiales en el orden en que son propensos a cargarse positiva o negativamente.
Debido a que los electrones no pueden moverse libremente, las dos superficies pueden permanecer cargadas durante mucho tiempo, a menos que estén expuestas a un material conductor de electricidad. Si un material conductor de electricidad como el metal se toca con las superficies cargadas, los electrones podrán moverse libremente y la carga de la superficie se eliminará.
Es por eso que agregar agua al cabello que se encrespa debido a la electricidad estática eliminará la estática. El agua que contiene iones disueltos, como es el caso del agua del grifo o el agua de lluvia, es conductora de electricidad y eliminará las cargas que se han acumulado en el cabello.
Carga por conducción e inducción
La conducción se refiere a la transferencia de electrones cuando los objetos se ponen en contacto entre sí. Por ejemplo, una superficie que tiene carga positiva puede ganar electrones cuando toca un objeto con carga neutra, lo que hace que el segundo objeto se cargue positivamente y el primer objeto se cargue menos positivamente que antes.
La inducción no implica una transferencia de electrones ni un contacto directo. Más bien, utiliza el principio de que "las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen". La inducción ocurre con dos conductores eléctricos, porque permiten que las cargas se muevan libremente.
A continuación se muestra un ejemplo de carga por inducción. Imagina que dos objetos metálicos, A y B, se ponen en contacto entre sí. Un objeto cargado negativamente se coloca a la izquierda del Objeto A, que repele los electrones en el lado izquierdo del Objeto A y hace que se muevan al Objeto B. Luego, los dos objetos se separan y la carga se redistribuye por todo el objeto. dejando el Objeto A cargado positivamente y el Objeto B cargado negativamente en general.
Fuentes
- Beaver, John B. y Don Powers. Electricidad y magnetismo: electricidad estática, electricidad de corriente e imanes . Mark Twain Media, 2010.
- Christopoulos, Christos. Principios y técnicas de compatibilidad electromagnética . Prensa CRC, 2007.
- Vasilescu, Gabriel. Principios y aplicaciones de señales de interferencia y ruido electrónico . Springer, 2005.