Inducción electrostática

Viene de La unidad de carga eléctrica

En las últimas anotaciones que hemos publicado estamos tratando la electrostática desde primeros principios, partiendo de las observaciones experimentales más sencillas. Hemos llegado a cuantificar la fuerza eléctrica entre cargas con la ley de Coulomb y, con ella, hemos podido establecer una unidad de carga eléctrica. Todo esto está muy bien pero hay algo que parece que no cuadra; sin embargo veremos a continuación que tenemos la información para resolver también esta cuestión. Pero vamos por partes.

Electric Charge_1

Hemos dicho que experimentalmente observamos que un objeto cargado puede atraer pequeños trocitos de papel. Pero esto parece chocar frontalmente con nuestro modelo de cargas eléctricas. Los trozos de papel no tienen una carga neta, no ejercen, por tanto, fuerzas sobre los otros trozos de papel. La atracción que ejerce un objeto cargado sobre uno que no tiene carga parece contradecir frontalmente la ley de Coulomb ya que, según ésta, si una de las cargas es cero la fuerza ejercida es cero, ¡pero vemos que es distinta de cero!

¿Qué ocurre entonces?¿Debemos rechazar el modelo como erróneo? No, aún no. Hemos de afinarlo un poco, eso sí. La clave la vimos cuando hablamos de la unidad de carga.

inducción electrostática

Para explicar la atracción que observamos tenemos que recordar que los objetos no cargados (con carga neta igual a cero) contienen igual número de cargas eléctricas positivas y negativas. Cuando ponemos un objeto cargado cerca de un objeto neutro provocamos un reordenamiento de las cargas en el objeto neutro. Es lo que hace el peine cargado negativamente, por ejemplo, en los trocitos de papel. Parte de las cargas negativas del papel se ven repelidas y se alejan, con lo que dejan una carga igual pero positiva en las proximidades del peine, con lo que el resultado final es que la atracción es mayor que la repulsión (recordemos que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, la fuerza de repulsión sería un cuarto de la de atracción solo con que las cargas negativas estuviesen al doble de distancia). El trozo de papel, con todo, sigue siendo neutro.

En resumen, hay una atracción neta entre el cuerpo cargado y el objeto neutro. Esta atracción se produce porque un objeto cargado induce un desplazamiento de la carga en un objeto neutro que esté en sus proximidades.

la inducción electrostática en un electroscopio de panes de oro.

La inducción electrostática en un electroscopio de panes de oro.

A esta reordenación de las cargas eléctricas en el interior o en la superficie de un cuerpo neutro causada por la influencia de un objeto cargado cercano se la conoce como inducción electrostática. Este modelo refinado que incluye a la inducción electrostática jugaría un papel clave en la descripción de la luz como una onda electromagnética. Pero ya llegaremos a eso.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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Hitos en la red #112 - Naukas

[…] Continúa el proyecto discreto: Inducción electrostática. […]

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