¿Alguna vez ha visto un rayo o se ha sorprendido al tocar el pomo de una puerta? Si es así, ha observado el poder de las cargas eléctricas en acción. Las cargas eléctricas positivas y negativas se crean a partir del movimiento de pequeñas partículas llamadas electrones. Si bien los electrones son tan pequeños que ni siquiera se pueden ver con un microscopio, puede ver cómo se forman las cargas positivas y negativas con solo usar elementos en su propia casa.
Electrones y carga
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Es posible que ya sepa que toda la materia está formada por partículas microscópicas llamadas átomos. Sin embargo, los átomos están formados por partículas aún más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones. Los protones se encuentran en el centro o núcleo de un átomo y tienen una carga positiva; los neutrones también se encuentran en el núcleo pero no tienen carga. Los electrones orbitan alrededor del núcleo y están cargados negativamente.
Normalmente, un átomo tiene el mismo número de protones y electrones. Sin embargo, debido a que los electrones se encuentran en la parte exterior de un átomo, a veces se moverán de un átomo o grupo de átomos a otro. Cuando un átomo o grupo de átomos tiene más electrones que protones, es
Cargado negativamente. Cuando un átomo o grupo de átomos tiene más protones que electrones, es cargado positivamente. Un átomo o grupo de átomos que tiene la misma cantidad de protones y electrones es neutralmente cargado.Cómo crear una carga positiva
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Si alguna vez te frotaste el cabello con un globo y lo usaste para hacer que tu cabello se erizara, ya sabes cómo hacer cargas positivas y negativas. Siempre que los átomos se frotan entre sí, los electrones pueden transferirse entre ellos. Esto significa que un objeto no puede cargarse positivamente a menos que otro objeto se cargue negativamente; esos electrones tienen que ir a alguna parte. Cuando frotaste el globo en tu cabello, los electrones se movieron de los átomos en tu cabello a los átomos en el globo, haciendo que tu cabello se cargara positivamente y el globo se cargara negativamente.
Su cabello se eriza porque los objetos con cargas opuestas se atraen entre sí. Es posible que también haya pegado el globo a una de las paredes de su casa. Esto se debe a que los objetos cargados, ya sean positivos o negativos, también se sienten atraídos por objetos cargados neutramente, como la pared. Sin embargo, si acercara el globo a otro globo que cargó de esta manera, los dos globos se alejarían el uno del otro. Esto se debe a que dos objetos con la misma carga, ya sea positiva o negativa, siempre se repelen entre sí.
Serie triboeléctrica
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Has visto cómo los electrones se mueven desde tu cabello hasta el globo cuando los frotas entre sí. Pero, ¿por qué pasaron de tu cabello al globo y no al revés? El globo siempre terminará cargado negativamente en este experimento, porque ciertas sustancias ceden electrones más fácilmente que otras, y siempre será más fácil para la goma del globo tomar electrones de tu cabello que para tu cabello tomar electrones del globo.
A serie triboeléctrica es una lista que muestra lo fácil que es para diferentes sustancias tomar electrones entre sí. Cuanto más baja sea una sustancia en una serie triboeléctrica, es más probable que se cargue negativamente. Una sustancia puede tomar electrones de cualquier sustancia por encima de ella en la serie. Por ejemplo, tome la siguiente serie triboeléctrica:
Cabello Vidrio Papel Lana Vinilo Látex Teflón
Puede ver que frotar teflón sobre cualquiera de las otras sustancias en esta lista hará que estos materiales se carguen positivamente, porque el teflón puede tomar electrones de todos ellos. Y cualquier sustancia de esta lista puede cargarse negativamente al tomar electrones de tu cabello.
¿Por qué cae un rayo?
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Las cargas positivas y negativas también son la razón por la que los rayos caen durante las tormentas eléctricas. Las nubes de tormenta se forman cuando las gotas de agua en las partes frías y superiores de la atmósfera se congelan y caen; al mismo tiempo, las corrientes ascendentes llevan vapor de agua hacia arriba. El agua que cae y que sube se frota entre sí: el agua que cae se carga negativamente y el agua que sube se carga positivamente. Debido a esto, la nube de tormenta está cargada negativamente en la parte inferior y cargada positivamente en la parte superior.
Normalmente, debido a que un objeto cargado es atraído por un objeto con carga neutra, los electrones en la nube de tormenta fluirían lentamente hacia el suelo con carga neutra. Sin embargo, el aire entre la nube y el suelo sirve como un aislante, una sustancia que evita que los electrones se muevan fácilmente a través de ella. Pero una vez que se acumula una carga negativa lo suficientemente fuerte en el fondo de la nube, ni siquiera el aire puede detenerla. Todos los electrones saltan al suelo a la vez en forma de rayo.