Objetivo del tema: Resolver reactivos de carga, ley de Coulomb, campo eléctrico vectorial, ley de Gauss, potencial y capacitancia al nivel que exige el examen de Ingeniería y Ciencias Físico Matemáticas.
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Carga eléctrica: tipos, cuantización y conservación

Hay dos tipos de carga: positiva (defecto de electrones) y negativa (exceso de electrones). Un cuerpo eléctricamente neutro NO carece de carga: tiene el mismo número de protones que de electrones, así que su carga neta es cero. En electrostática lo único que se mueve son los electrones; los protones están fijos en el núcleo.

q=n ee=1.6×10−19 Cq = n\,e \qquad e = 1.6\times10^{-19}\ \text{C}
  • Cuantización: toda carga es un múltiplo entero de e. No existe una carga de 2.4 × 10⁻¹⁹ C.
  • Conservación: en un sistema aislado la carga total antes y después de cualquier proceso es la misma; sólo se redistribuye.
  • Interacción: cargas del mismo signo se repelen, cargas de signo contrario se atraen.
  • Unidad: el coulomb (C). 1 C equivale a 6.25 × 10¹⁸ electrones, una carga enorme; en los problemas casi siempre verás μC (10⁻⁶ C) o nC (10⁻⁹ C).
Método de electrización¿Hay contacto?Signo que adquiere el cuerpoEjemplo típico
FrotamientoSí, por fricciónOpuesto al del otro material (según su afinidad electrónica)Vidrio con seda: el vidrio queda +
ContactoSí, directoEl MISMO signo que el cuerpo cargadoEsfera neutra tocada por una barra negativa queda −
Inducción (con tierra)No con el inductorCONTRARIO al del cuerpo inductorBarra negativa + conexión a tierra: la esfera queda +
PolarizaciónNoNeutro, pero con las cargas separadas dentroPapelitos atraídos por un peine frotado
MaterialComportamiento de los electronesEjemplos
ConductorElectrones libres; en equilibrio electrostático toda la carga se va a la superficie y E = 0 en el interiorCobre, plata, aluminio
Aislante (dieléctrico)Electrones ligados; la carga se queda donde se depositóVidrio, hule, plástico, madera seca
SemiconductorConduce poco, pero conduce más al calentarlo o al doparlo con impurezasSilicio, germanio
SuperconductorResistencia exactamente cero por debajo de su temperatura críticaNiobio, YBCO a baja temperatura
Error clásico del examen: decir que un cuerpo se carga positivamente porque «ganó protones». Nunca. Se carga positivamente porque PERDIÓ electrones.

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