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ELECTRICIDAD – CARGA ELÉCTRICA, CAMPO ELÉCTRICO Y CORRIENTE ELÉCTRICA
El ámbar es la resina fosilizada de un árbol similar a un abeto o pícea que abundaba hace millones de años. El ámbar es sólido, color café-amarillo, traslúcido y precioso. Se ha usado en la joyería por miles de años. Se necesitaba pulirlo por mucho tiempo con una tela suave para usarlo como joya. Los antiguos griegos descubrieron una propiedad extraña en el ámbar.  Cuando se le talla con una tela, puede atraer pedacitos de paja o granos que estén cerca. La palabra electricidad deriva de la palabra latina electrum que significa ámbar. Para mayor información sobre el ámbar ir a + Enlace a sitio de Internet
Todos los materiales muestran este comportamiento en varios grados cuando se les talla. Los materiales clásicos que se usan para explorar esta extraña atracción son las barras de vidrio talladas con seda y barras de goma frotadas con pelaje. Los peines o tiras de plástico que se frotan con lana o se peinan vigorosamente en el pelo seco también atraerán pedacitos de papel. En 1949 se demostró también que se podían repeler. Cuando dos barras de vidrio se frotaban con seda, las barras se repelían una a la otra. Cuando dos barras de goma se frotaban con pelaje, las barras se repelían mutuamente. Sin embargo, una barra de vidrio frotada con seda atraía una barra de goma frotada con pelaje.
Esta propiedad misteriosa de atracción o repelencia también podía ser pasada a otros materiales. En el experimento clásico, dos bolitas de fuerza se colgaron una al lado de la otra sin tocarse. Una barra de vidrio se frotó con seda y tocó cada bolita. Las bolitas se movieron de repente alejándose entre sí
Estos y muchos otros experimentos llevaron a los científicos a usar un modelo para resumir lo que habían observado. El modelo consiste en tres reglas usando algo llamado " corriente eléctrica" . Las tres reglas son:
- Solamente hay dos clases de carga eléctrica. Una se llama positiva y la otra negativa.
- Dos objetos que han sido cargados de la misma manera se repelen.
- Dos objetos que han sido cargados con energías opuestas se atraen.
Las reglas son simples pero comprender la carga es más difícil. Ha habido muchas teorías acerca de la naturaleza de la carga desde el siglo XVII. La teoría atómica moderna define la carga en términos de electrón. El electrón tiene una carga negativa de uno. El protón, que tiene más masa, tiene una carga positiva de uno. De hecho, el protón tiene mil veces más masa que el electrón. De acuerdo a nuestro modelo moderno cuando un objeto tiene una carga negativa, tiene un exceso de electrones. Cuando un objeto está positivamente cargado, ha perdido sus electrones.  Los electrones más cercanos a la superficie de un átomo se mueven más fácilmente que un protón que se encuentra en el núcleo. La unidad tradicional de carga es el coulomb, nombrada como el físico francés, Charles Coulomb.
Comparado con un electrón el coulomb es una carga muy grande. Cada electrón y protón tienen una carga de aproximadamente 1.6 x 10-19 coulomb. Si dos objetos, cada uno con una carga neta de +1 coulomb, estuvieran a un metro de distancia, la fuerza repelería de 9 billones de newton o un millón de toneladas . El coulomb es una carga tan grande que es difícil de manejar en muchas aplicaciones. Se usa con frecuencia un micro-coulomb (10-6) o pico-coulomb (10-12).
La influencia del objeto cargado se extiende al espacio que rodea el objeto cargado. En el ejemplo de arriba ¡un metro de espacio separa los dos objetos! Se ejerce fuerza en cada objeto, aún cuando los objetos no se toquen. Esto se llamaba " acción a distancia" en el siglo XVII y era muy inquietante para muchos físicos incluyendo a Newton. Las fuerzas eléctricas, magnéticas y gravitacionales muestran este efecto. William Gilbert estudió el efecto a distancia con profundidad usando el magnetismo. Explicó la acción de un imán proponiendo que tenía una " esfera de influencia" que lo rodeaba. Esta región de influencia fue llamada campo.  Se puede ver la presencia de un campo magnético si se pone un imán debajo de un vidrio y se riegan barritas de hierro sobre la superficie del vidrio.
Las barritas de hierro parecen estar dispuestas en líneas.
Es posible ver un efecto similar a un campo eléctrico.  Un objeto cargado colocado en aceite fino con pedacitos de hilo muy delgado causaría que el hilo se alineara en el campo. Podría verse como la foto de la derecha.
Un dibujo similar al de la derecha puede representar esta situación.
Los físicos convencionalmente dan una dirección a los campos magnéticos con las líneas de campo apuntando en dirección opuesta a la carga positiva y apuntando hacia la negativa. Las líneas de campo son más densas (más unidas entre sí) cerca de la carga indicando que el campo eléctrico es más fuerte y está más cerca de la carga.
 Cuando dos objetos de cargas opuestas se colocan cerca en aceite fino junto con cortes delgados de hilo, la situación se parece a la pintura de la derecha.
Si una carga positiva de prueba fuera colocada en un campo alrededor de una carga positiva y liberada, la carga de prueba sería repelida y se aceleraría alejándose de la carga positiva. Si esta carga de prueba estuviera en un campo de carga negativa, la carga de prueba aceleraría en dirección de la carga negativa. Pero la carga de prueba no sabría si fue empujada por una carga positiva o atraída por una carga negativa. La carga de prueba experimentaría simplemente el campo eléctrico local en una dirección en particular. Los científicos dicen que se debe a que un campo eléctrico ejerce fuerza en un objeto cargado. El tamaño de la fuerza depende de la fuerza local del campo.
 La foto (de la izquierda) muestra dos placas de metal paralelas con cargas opuestas. Los pedacitos de hilo están suspendidos en aceite entre las placas. Note que los pedacitos se alínean entre las placas. Los hilos se alínean solos a lo largo de las líneas curvas cerca de las orillas.
El dibujo de abajo representa lo que pasa entre las placas. La placa de arriba tiene un exceso de carga positiva y la carga de abajo tiene un exceso de carga negativa. El campo eléctrico (E) se dirige hacia abajo (de lo positivo a lo negativo). El dibujo muestra la dirección de la fuerza (F) el campo ejerce fuerza en una carga positiva y en una carga negativa. Si las cargas pudieran moverse libremente, se acelerarían en dirección de la fuerza.
Los campos eléctricos pueden, entonces, causar que las cargas se muevan. El movimiento de cargas es un concepto importante en electricidad. Los físicos llaman al movimiento neto de cargas una corriente eléctrica. A finales del siglo XVIII los científicos escogieron la dirección de una corriente eléctrica para que fuera la dirección en que las cargas positivas se mueven en un campo eléctrico. Esto fue antes de que los científicos supieran que los electrones y los protones tienen partículas de carga positiva y negativa, y que el electrón se mueve más fácilmente que el protón.  Sabemos ahora que en un alambre de cobre los electrones a la orilla del átomo de cobre se mueven en relación al núcleo del átomo de cobre. De esta manera, la carga lleva (electrones) movimiento en direcciones opuestas a la corriente.
Los cambios eléctricos, los campos eléctricos y la corriente eléctrica son esenciales para estudiar la estructura del sol, el viento solar y la magnetosfera de la Tierra. Aún más, la corriente eléctrica causa los campos magnéticos (ver el electromagnetismo) que son importantes para comprender características dinámicas del Sol y cómo el Sol interactúa con la Tierra.
La próxima sección, el electromagnetismo, nos sumerge en una exploración única e interesante de la ciencia de dos hombres, Hans Christian Oersted y Michael Faraday, a principios del siglo XIX. La sección contiene la información necesaria para comprender el magnetismo de la Tierra.
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