Carga eléctrica
La Carga Eléctrica y sus propiedades
La carga eléctrica es una propiedad física ESCALAR de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética, entre carga y campo eléctrico, es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta en dos tipos. Éstas llevan ahora el nombre con las que Benjamin Franklin las denominó: cargas positivas y negativas. Cuando cargas del mismo signo se encuentran se repelen y cuando son diferentes se atraen. Con el advenimiento de la teoría cuántica relativista, se pudo demostrar formalmente que las partículas, además de presentar carga eléctrica (sea nula o no), presentan un momento magnético intrínseco, denominado spín, que surge como consecuencia de aplicar la teoría de la relatividad especial a la mecánica cuántica.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo: C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un amperio. Esta definición fue revisada en 2018.
Cuantización de la carga
La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e.
A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.
La carga eléctrica es una propiedad cuantizada, o sea que la unidad más elemental de carga se ha encontrado es la carga que tiene el electrón (o el protón), es decir alrededor de 1,602 × 10-19 C y es conocida como carga elemental. El valor de la carga eléctrica de un cuerpo, representada como q o Q, se mide según el número de electrones que posea en exceso o en defecto.
Cualquier carga q puede escribirse como q= N e , siendo N un número entero. Esto significa que solo hay cargas que sean múltiplos enteros de la carga fundamental.
Conservación de la carga
En cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo.
Esta característica se observa en la creación de pares en los aceleradores de partículas y en los procesos relacionados con rayos cósmicos.
Pizarrón con explicaciones sobre el tema (clase del 14 de marzo de 2016)
Bibliografía consultada (y recomendada)
Sears, Zemansky, Young, Freedman. Física Universitaria - vol.2. Addison-Wesley, México, 2009
Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
Muy buen enlace: http://es.slideshare.net/Diomedes1905/tema-2-ley-de-coulomb-e-intensidad-de-campo-elctrico