Objetivo del tema: Resolver reactivos de carga eléctrica, ley de Coulomb, campo y potencial eléctrico, capacitancia, corriente, ley de Ohm, resistividad y circuitos resistivos, con las aplicaciones biomédicas que pide el examen del IPN para Ciencias Médico Biológicas.

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Carga eléctrica y ley de Coulomb

La carga eléctrica es una propiedad de la materia. Hay dos clases: positiva (falta de electrones) y negativa (exceso de electrones). Cargas iguales se repelen y cargas distintas se atraen. La carga NO se crea ni se destruye, sólo se transfiere: eso es la conservación de la carga.

La carga está cuantizada: cualquier carga es un múltiplo entero de la carga elemental $e = 1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$ . Por eso $Q = n\,e$ , donde n es el número de electrones ganados o perdidos. Un cuerpo que GANA electrones queda negativo; uno que los PIERDE queda positivo.

Q = n\,e \qquad\Longrightarrow\qquad n = \frac{Q}{e}

Ejemplo resuelto. ¿Cuántos electrones hay que quitarle a un cuerpo neutro para que quede con carga $+3.2 \times 10^{-9}\ \text{C}$ ?
n = Q / e = (3.2 × 10⁻⁹ C) / (1.6 × 10⁻¹⁹ C) = 2 × 10¹⁰ electrones perdidos.

La fuerza entre dos cargas puntuales la da la ley de Coulomb. Es una fuerza vectorial, dirigida sobre la línea que une las cargas, e inversamente proporcional al CUADRADO de la distancia.

F = k\,\frac{q_1 q_2}{r^{2}}\ ,\qquad k = 9 \times 10^{9}\ \frac{\text{N}\cdot\text{m}^{2}}{\text{C}^{2}}

Forma de electrización	Cómo ocurre	Ejemplo cotidiano
Frotamiento	Dos materiales distintos se frotan y uno arranca electrones al otro	Peine de plástico frotado que atrae cabello
Contacto	Un cuerpo cargado toca a otro y le cede parte de su carga; quedan con el MISMO signo	Tocar una perilla metálica después de caminar sobre alfombra
Inducción	Un cuerpo cargado se ACERCA sin tocar y redistribuye las cargas del otro; si se conecta a tierra, queda con signo CONTRARIO	Electrodo que atrae partículas sin contacto

Enfoque médico-biológico: en un alambre metálico los portadores de carga son ELECTRONES libres; en el cuerpo humano (sangre, plasma, líquido intersticial) los portadores son IONES en disolución: Na⁺, K⁺, Cl⁻, Ca²⁺. Por eso una solución fisiológica conduce y el agua destilada casi no. La membrana lipídica de la célula, en cambio, se comporta como aislante.

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