Este mundo está lleno de fenómenos físicos y químicos que permiten maravillosos
procesos, los cuales hacen posible la existencia de la vida en él; uno de esos
interesantes procesos fisico-quimicos, es la electricidad estática, que es la
acumulación de un exceso de carga eléctrica (positivas o negativas) en un material
conductor o aislante; la electricidad estática se produce cuando ciertos materiales
se frotan uno contra el otro, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren
los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro
material que ofrece niveles energéticos más favorables.
Este mundo está lleno de fenómenos físicos y químicos que permiten maravillosos
procesos, los cuales hacen posible la existencia de la vida en él; uno de esos
interesantes procesos fisico-quimicos, es la electricidad estática, misma que
generare con un trapo de algodón al frotar un plato de unicel, para hacer que
pelotitas de papel aluminio floten.
El fenómeno de la electricidad estática es conocido desde la antigüedad,
aproximadamente desde el siglo VI a. C. La investigación científica sobre este
fenómeno comenzó cuando se pudieron construir máquinas capaces de generar
electricidad estática, como el generador electrostático construido por William
Thomson en el siglo XIX. La relación entre la electricidad estática y las nubes de
tormenta no fue demostrada hasta el 1850 por Michael Faraday.
Michael Faraday publicó en 1832 los resultados de sus experimentos sobre la
naturaleza de lo que hasta entonces se pensaba que eran diferentes tipos de
electricidad, demostrando que la electricidad inducida con un imán, la
electricidad fotovoltaica producida por una pila voltaica y la electricidad estática
eran del mismo tipo. A partir de este momento el estudio de la electricidad estática
quedó dentro de la electricidad en general.
El término electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga
eléctrica (positivas o negativas) en un material conductor o aislante. Los efectos de
la electricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque
pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se
producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un
buen conductor eléctrico u otro objeto con un exceso de carga pero con
la polaridad opuesta.
Los materiales con los que tratamos en nuestra vida diaria están formados
por átomos y moléculas que son eléctricamente neutros porque tienen el mismo
número de cargas positivas (protones en el núcleo) que de cargas negativas
(electrones alrededor del núcleo). El fenómeno de la electricidad estática requiere
de una separación sostenida entre las cargas positivas y negativas.
Tipos de Electrización.
Hay diferentes maneras de carga estática o electricidad estática:
– Por el calor (efecto piroeléctrico). Cuando la temperatura de un material varia
uniformemente (se calienta o se enfría), se puede producir un desplazamiento de los
iones negativos respecto a los positivos, de tal forma que se polarice eléctricamente,
quedando con electricidad estática.
– Por la presión (efecto piezoeléctrico). Los cristales que al ser sometidos a
tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo
una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.
– Por inducción de carga (inducción electrostática). La inducción electroestática es
la redistribución de la carga eléctrica en un objeto, causada por la influencia de
cargas cercanas.
– Por fricción, la más común y conocida (efecto triboeléctrico).
Por lo tanto, la carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia, ya que
todos los cuerpos u objetos están formados por átomos, estos átomos tienen
protones, electrones y neutrones.
Protones con carga eléctrica positiva, electrones con la misma carga eléctrica que
los protones, pero negativa y los neutrones que no tienen carga eléctrica.
Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de
sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones.
Como se puede observar en la siguiente imagen un átomo tiene el mismo número
de protones con carga positiva que de electrones con carga negativa, por eso los
átomos son neutros eléctricamente.
Cuando los objetos se frotan uno contra el otro, algunos objetos son propensos a
perder algunos electrones, mientras que otros objetos son propensos a ganar
electrones.
Esta acumulación o exceso de carga, positiva si pierde electrones o negativa si los
gana, es lo que se llama electricidad estática. Esta carga estática o acumulación es
temporal.
El exceso de carga normalmente se pierde a través de una descarga (corriente
eléctrica), sobre todo cuando el objeto está cerca de un conductor (como la
carrocería de un coche).
Una causa común de la acumulación de carga estática es el contacto o rozamiento
entre dos materiales sólidos.
Cuando dos objetos se frotan entre sí para crear electricidad estática, un objeto
cede electrones y se carga positivamente, mientras que el otro material recoge los
electrones y se carga negativamente.
Esto se debe a que un material tiene débilmente unidos sus electrones, y el otro
tiene muchas vacantes en sus capas electrónicas externas, por lo que los electrones
pueden pasar del primero al segundo quedando con carga eléctrica incluso después
de que los materiales se separan.
Como vimos anteriormente, cuando las cargas se separan de esta manera, se llama
electricidad estática, y con ello, podemos decir, que las cargas iguales se repelen y
cargas opuestas se atraen.
Cuando nuestro cuerpo acumula carga eléctrica por frotamiento y tocamos algo
metálico nos da un chispazo. La carga estática de nuestro cuerpo (electrones)
encuentra un camino por el metal para moverse, y se mueve generando una
corriente eléctrica.
Este movimiento de electrones es lo que se conoce como corriente eléctrica. Esta
corriente es la que nos produce el calambrazo o chispazo.
De esto se deduce lo que dijimos antes, que la electricidad estática puede producir
corriente eléctrica.
Saber si varias pelotitas de papel aluminio, que se encuentran entre dos platos de
unicel, pueden flotar en el aire.
Me interesa saber cómo generar electricidad estática para hacer que varias pelotitas
hechas con papel aluminio floten en el aire, entre dos platos de unicel.
Si genero electricidad estática, frotando con una tela un plato de unicel, entonces,
podré hacer que varias pelotitas hechas con papel aluminio floten en el aire.
La electricidad estática es invisible, pero, sus efectos sobre ciertos objetos no, en
este experimento lo que ocurrió es que al frotar una tela de algodón en un plato de
unicel lo cargue con electricidad estática, y al colocar las pelotitas hechas de papel
aluminio entre el plato cargado de electricidad y el otro plato, éstas empezaron a
flotar atraídas por el plato cargado con electricidad estática, ya que las pelotitas y el
plato tienen distintas cargas, lo que hizo que se atraigan entre sí.
Con lo anterior, concluyo que la electricidad estática se produce cuando ciertos
materiales se frotan uno contra el otro, donde el proceso de frotamiento causa que
se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la
superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables;
entonces, podemos decir, que la electricidad estática es un exceso de carga
conectada a un buen conductor eléctrico, y que las cargas iguales se repelen y
cargas opuestas se atraen.
La electricidad estática está por todas partes, se encuentra en la vida cotidiana, y
experimentar con ella fue divertido y educativo.
BIBLIOGRAFIA.
Brown, Edward. Tecnología de protección contra la sobrecarga eléctrica,
NFPA.
www.wikipedia.com
areatecnologica.com
solar-energia.net
www.aura-energia.com
