Carga eléctrica - Resumen de estudio

1. ¿Qué es la carga eléctrica?

• Es una propiedad básica de la materia, como la masa. Indica cuánta electricidad interna tiene un objeto y de qué tipo.
• Ideas base:
  • Átomo: el bloquecito más pequeño que forma todo, como un ladrillo de Lego.
  • Protón: parte del centro del átomo con carga positiva.
  • Electrón: parte que gira alrededor con carga negativa. Es muy ligero y se puede mover.
  • Neutrón: parte del centro sin carga.
  • Ion: átomo que perdió o ganó electrones y quedó con carga.
• Átomo neutro: tiene igual número de protones y electrones. No es que no tenga carga, es que las cargas se anulan.
• Analogía: los electrones son como canicas sueltas en una caja. Si quitas o agregas canicas, la caja queda desequilibrada y quiere interactuar con otras.

2. Dos tipos de carga y cómo se llevan

• Positiva: en los protones, símbolo $+q$.
• Negativa: en los electrones, símbolo $-q$.
• Reglas de interacción:
  • Cargas iguales se repelen: + con +, - con -.
  • Cargas opuestas se atraen: + con -.
• Ejemplo: globo frotado en el cabello. El cabello le pasa electrones al globo, el globo queda negativo y atrae las cargas positivas de la pared, por eso se pega.

3. Tres propiedades que no cambian

• A. Conservación: nada se crea ni se destruye, solo se mueve. Si un objeto queda positivo, otro quedó negativo con la misma cantidad. La suma total no cambia.

• B. Cuantización: la carga solo existe en paquetitos iguales, no se puede dividir más. El paquete mínimo es la carga elemental e:

$$e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}$$

• Fórmula general:

$$Q = N \cdot e$$

• No puedes tener medio paquete, como no puedes tener media moneda.

• C. Aditividad: la carga total es la suma con signo. Si sumas +3 y -2 te queda +1:

$$Q_{total} = q_1 + q_2$$

4. ¿Cómo se mide? El coulomb

• La unidad es el coulomb, símbolo C, como el metro para la longitud.
• Un coulomb es enorme. En la vida diaria se usan:
  • microcoulomb: $1 \, \mu\text{C} = 10^{-6} \, \text{C}$
  • nanocoulomb: $1 \, \text{nC} = 10^{-9} \, \text{C}$

5. Ejemplo modelo para recordar

• Globo neutro que gana $N = 2.5 \times 10^{12}$ electrones extra:
  • Queda con carga negativa, por eso se usa signo -:

$$Q = -N \cdot e$$

• Reemplazo:

$$Q = -(2.5 \times 10^{12}) \cdot (1.6 \times 10^{-19} \, \text{C})$$

• Resultado:

$$Q = -4.0 \times 10^{-7} \, \text{C}$$

• Esto es $-0.4 \, \mu\text{C}$. El signo - confirma que ganó electrones.

6. Claves para el examen

• La carga eléctrica es exceso o falta de electrones.
• Dos tipos: positiva de protones y negativa de electrones.
• Iguales se repelen, opuestas se atraen.
• Se conserva, viene en paquetes de e y se suma con signo.
• Se mide en coulombs con $Q = N \cdot e$.