Carga eléctrica

Te explicamos qué es una carga eléctrica, cómo se clasifica y cuáles son sus propiedades. Además, qué es la Ley de Coulomb.

¿Qué es una carga eléctrica?

En física, se llama carga eléctrica a una propiedad de la materia que está presente en las partículas subatómicas y se evidencia por fuerzas de atracción o de repulsión entre ellas, a través de campos electromagnéticos.

La materia compuesta por átomos es eléctricamente neutra, es decir, no está cargada a menos que algún factor externo la cargue. Los átomos poseen la misma cantidad de partículas con carga eléctrica negativa (electrones) que de partículas con carga eléctrica positiva (protones).

Sin embargo, la materia puede cargarse eléctricamente, es decir, puede ganar o perder carga, y así quedar cargada en forma negativa o positiva. La materia cargada genera un campo eléctrico, un campo de fuerzas eléctricas. La fuerza electromagnética es una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza.

Las cargas eléctricas no pueden crearse ni destruirse. La cantidad de carga eléctrica en el universo es constante, no cambia con el tiempo.

Los materiales responden de distinto modo a la inducción electromagnética. Algunos son conductores de la electricidad y otros son aislantes, es decir, no la conducen.

Conforme al Sistema Internacional de Medidas (SI), las cargas eléctricas se miden en una unidad llamada Coulombios o Coulombs (C). Su nombre se estableció en honor al físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), uno de los mayores estudiosos de este tipo de fenómenos físicos.

Una unidad de Coulomb se define como la cantidad de carga que transporta una corriente eléctrica de un amperio por un conductor eléctrico en un segundo. Un amperio corresponde a 6,242 x 10¹⁸ electrones libres.

Ver también: Energía eléctrica

Tipos de carga eléctrica

Las cargas eléctricas interactúan entre sí de acuerdo a su tipo: pueden ser positivas o negativas, como las llamó Benjamín Franklin. Estas denominaciones son arbitrarias, es decir, no hay nada que distinga a la positiva de la negativa, pero se las piensa igual que a un dipolo magnético, como una batería, que posee un polo positivo (o norte) y un polo negativo (o sur).

La positiva se denota con el signo + y la negativa con el signo -, convencionalmente. Las cargas eléctricas de signos iguales se repelen. Las cargas eléctricas de signos opuestos se atraen.

Propiedades de la carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia, y reside en las partículas subatómicas: los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva (los neutrones carga neutra, como su nombre sugiere).

Cuando un objeto se carga eléctricamente, se debe a un desplazamiento en sus electrones, ya sea de pérdida (ganando carga positiva) o incorporación (ganando carga negativa). Por ende, un material con exceso de electrones en sus átomos exteriores presentará carga negativa, mientras que uno con déficit de ellos presentará carga positiva.

En un sistema cerrado, la carga eléctrica se mantiene constante, así como ocurre en cualquier reacción química.

Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb o Principio Fundamental de la Electrostática rige la magnitud de las fuerzas de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas determinadas, sin importar el signo de su carga (obviamente, si son del mismo signo será una fuerza de repulsión, y si son de signo opuesto será una fuerza de atracción).

Según esta ley, dicha fuerza es proporcional al producto del valor de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esto se expresa matemáticamente de la siguiente forma:

F = K . [ (Q1 x Q2) / r² ]

Donde:

• F es la fuerza eléctrica.
• Q son las cargas.
• r es la distancia que las separa.
• K es una constante de proporcionalidad definida como 9.10⁹ N.m²/C².

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Referencias

• “Carga eléctrica” en Wikipedia.
• “La carga eléctrica. Ley de Coulomb” en Hiru.eus.
• “Carga eléctrica” (video) en Educatina.
• “El verdadero significado de carga eléctrica” (video) en Instituto de Física Teórica IFT.
• “¿Qué es la carga eléctrica?” en Física Lab.
• “What is Electric Charge?” en Live Science.
• “Electric charge” en The Encyclopaedia Britannica.