La
electrostática es la rama de la
Física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
Históricamente, la electrostática fue la rama del
electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la
Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII.
El relámpago es un fenómeno electrostático y fué estudiado por Benjamín Franklin , yá hace 2000 años los Griegos habían sugerido que se trataba de un fenómeno eléctrico.
Alrededor del
600 a. C. el filósofo griego
Tales de Mileto descubrió que si frotaba un trozo de la resina vegetal fósil llamada
ámbar, en griego
élektron, este cuerpo adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos. Algo más tarde, otro griego,
Teofrasto (
310 a. C.), realizó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos y escribió el primer tratado sobre la
electricidad.
A principios del
siglo XVII comienzan los primeros estudios sobre la electricidad y el magnetismo orientados a mejorar la precisión de la navegación con
brújulas magnéticas. El físico real británico
William Gilbert utiliza por primera vez la palabra electricidad, creada a partir del término griego
elektron (ámbar). El jesuita italiano
Niccolo Cabeo analizó sus experimentos y fue el primero en comentar que había fuerzas de atracción entre ciertos cuerpos y de repulsión entre otros.
Alrededor de
1672 el físico alemán
Otto von Guericke construye la primera máquina electrostática capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola.
El gráfico siguiente corresponde al aparato que utilizó Charles Agustin De Coulomb quien fué el primer científico en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar muchas investigaciones sobre:
magnetismo,
fricción y
electricidad. Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias, en las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la
electrostática. En 1777 inventó la
balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como
ley de Coulomb:
Donde F se expresa en Newtons, K = constante de proporcionalidad, q y q´ en Coulombs y d en metros.
La
ley de Coulomb puede expresarse como:
- La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
El
culombio o
coulomb (símbolo
C) es la
unidad derivada del sistema internacional para la medida de la magnitud física
cantidad de electricidad (
carga eléctrica). Nombrada en honor del físico francés
Charles-Augustin de Coulomb.
Se define como la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de un
amperio de
intensidad de corriente eléctrica.
En principio, el culombio sería definido en términos de cantidad de veces la carga elemental. El culombio puede ser negativo o positivo. El culombio negativo equivale a 6,241 509 629 152 650×10
18 veces la carga de un
electrón.
[1] [2] El culombio positivo se obtiene de tener un defecto de electrones alrededor a 6,241 509 629 152 650×10
18, o una acumulación equivalente de cargas positivas.
La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.
La constante, si las unidades de las cargas se encuentran en Coulomb es la siguiente
y su resultado será en sistema MKS (
)
En el siguiente video ( en Inglés) se puede ver una explicación del
experimento de Charles Coulomb.
Pendulo de torsión utilizado por Charles Coulomb para obtener los datos experimetales con los que enunció su Ley .
En ésta página ( en Inglés ) se puede encntrar información sobre los inconvenientes que puede crear la electrostática y como
solucionarlos .
