Aprende, aplica y avanza

1 Completa la siguiente frase: «Se habla de ................................. cuando la mate-

ria adquiere propiedades ................................. . Se debe a la ................................. o

redistribución de ................................., y se puede producir por .................................,

por ................................. y por ................................. . En el primer caso, los cuerpos

quedan ................................. con signo contrario, y en el segundo, con el mismo

.............................. . En el tercero se produce una ................................. de electrones».

2 Indica a qué tipo de electrización corresponden estas afirmaciones:

a) No es necesario el contacto entre cuerpos: ...............................................................

b) Los cuerpos contactan, pero sin frotarlos: ...............................................................

c) Los cuerpos quedan electrizados con signos contrarios: .......................................

La electrización de la materia es el fenómeno por el cual un cuerpo adquiere pro-piedades eléctricas. Debido a ellas, atrae o repele a otros cuerpos electrizados.

Se debe a la transferencia de electrones de un cuerpo a otro, o a una redistri-bución de electrones en el interior de uno de ellos. Dos objetos electrizados con el mismo signo se repelen, y si lo están con signo contrario, se atraen.

La materia se puede electrizar de tres formas:

Concepto de electrización: tipos

Al frotar dos cuerpos, uno que-da electrizado positivamente, y el otro, negativamente.

Frotamiento

Al tocar una bola metálica con un cuerpo electrizado, ambos se electrizan con el mismo signo.

Contacto

Al acercar un cuerpo electriza-do a una bola metálica, se redis-tribuyen los electrones de esta.

Inducción

Electricidad y magnetismo

1 Electrización de la materia

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Unidad 5

Electricidad y magnetismo

Aprende, aplica y avanza

1 Escribe el símbolo del átomo o ión que se forma cuando…

a) Un átomo de magnesio pierde dos electrones: .........................................................

b) El ión Fe3+ gana un electrón: .......................................................................................

c) El ión O2– pierde dos electrones: ..................................................................................

d) Un átomo de azufre gana dos electrones: ..................................................................

2 Define, con tus palabras, el concepto de carga neta.

3 En la imagen, indica las partes del electroscopio y explica brevemente cómo funciona.

4 Para saber si un cuerpo está cargado, basta con tocar con él la esfera de un elec-troscopio. Indica si un cuerpo está cargado si al tocar con él un electroscopio…

a) … las varillas no se mueven. ..................................................................................................

b) … las varillas, que se encontraban separadas, se separan más. ..........................

c) … las varillas, que estaban separadas, se juntan. ........................................................

Cuando un cuerpo gana electrones, queda con carga eléctrica negativa, y si los pierde, con positiva. En el SI, la carga se expresa en culombios (C).

Si un cuerpo tiene el mismo número de electrones que de protones, su carga neta es cero. Cuando gana un electrón, se dice que tiene carga neta –1 (por ejemplo, el ión Cl–); si gana dos electrones, su carga neta es –2 (por ejemplo, S2–), y así sucesivamente. Si los pierde, la carga neta será positiva, tanto mayor cuanto mayor sea el número de electrones que pierda (por ejemplo, Na+, o Fe2+).

La carga neta se conserva. Por tanto, si un cuerpo adquiere carga positiva es porque otro, u otros, la han adquirido negativa en la misma cantidad.

La carga eléctrica se conserva

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2 Carga eléctrica. Ley de conservación

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Unidad 5

La ley de Coulomb establece que dos cuerpos con carga eléctrica se atraen o se repelen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Matemáticamente:

F Kd

Q q2$$

=

La constante K depende del medio en el que se encuentren los cuerpos carga-dos (no es lo mismo, por ejemplo, en aire que en agua) y la distancia siempre se mide desde el centro de los cuerpos.

Significado y expresión de la ley de Coulomb

Aprende, aplica y avanza

1 Representa las fuerzas que se ejercen entre las siguientes esferas cargadas:

I. II.

III. IV.

V. VI.

2 Repasa los múltiplos y submúltiplos y expresa las siguientes cargas en el SI de unidades:

a) 2 mC: ......................................................................................................................................

b) 3 nC: ........................................................................................................................................

c) 7 µC: ........................................................................................................................................

3 Calcula la fuerza con la que interaccionan dos cargas de 1 C que se encuen-tran a 1 m de distancia: a) en aire; b) en agua (busca en tu libro los valores de K para estos medios).

Q = 0 q > 0 Q < 0 q > 0

Q = 0 q = 0 Q > 0 q > 0

Q > 0 q = 0 Q = 0 q < 0

3 Ley de Coulomb

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Unidad 5

Aprende, aplica y avanza

1 Las siguientes imágenes representan las dos fases de formación de un rayo nube-tierra. Escribe, a la derecha de cada una, lo que representan.

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

2 Sabiendo que en la formación de un rayo la nube queda cargada por la fricción entre cristales de hielo que se mueven en el interior de la nube debido a las corrientes de aire, ¿qué tipos de electrización intervienen desde que empieza el fenómeno hasta que se produce el rayo?

3 Para describir un rayo se habla del relámpago y del trueno. ¿A qué nos referi-mos con cada uno de estos términos?

A veces, al tocar objetos o a otras personas, o al poner en contacto unos obje-tos con otros, se producen «chispazos» de mayor o menor intensidad: se trata de fenómenos electrostáticos.

Una de las descargas electrostáticas naturales de mayor intensidad es el rayo. Su naturaleza eléctrica fue demostrada por Benjamin Franklin, quien encontró la forma de esquivar su potencial destructor ideando el pararrayos.

Las descargas electrostáticas

a)

b)

4 La electrostática en nuestro entorno

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Unidad 5

El magnetismo es la propiedad que presentan ciertos materiales, que denomi-namos imanes, de atraer determinados metales, como el hierro y sus aleacio-nes. Se trata de una interacción a distancia.

Un imán tiene dos polos, que denominamos polos magnéticos norte y sur y no se pueden separar. Es en los polos donde la atracción es más intensa, y entre ellos se encuentra la zona neutra, en la que la atracción es nula.

Los polos del mismo tipo se repelen, y los de distinto tipo se atraen.

Según su origen, los imanes se clasifican en naturales y artificiales, y según la duración de las propiedades magnéticas, en temporales y permanentes.

Concepto de magnetismo. Tipos de imanes

Aprende, aplica y avanza

1 Busca en tu libro e indica otros dos metales, aparte del hierro, que son atraí-dos por los imanes.

2 ¿Qué significa que el magnetismo es una interacción a distancia?

3 Representa las fuerzas que actúan sobre los siguientes imanes, e indica si se trata de fuerzas de atracción o de repulsión.

4 Indica lo que representa la siguiente imagen.

5 ¿Qué dos criterios de clasificación se han utilizado para clasificar los imanes?

SN

N S N S

N

Zona neutra

Polo magnético norte Polo magnético sur

S

S N SNS N SN N S NSN S NS N S N SN S N S

5 Magnetismo e imanes. Polos magnéticos

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Unidad 5

Aprende, aplica y avanza

Las agujas imantadas se orientan en la dirección norte-sur, lo que hizo pensar que la Tierra se comporta como un gran imán natural. Esto es la base del fun-cionamiento de las brújulas.

La electricidad y el magnetismo, aunque en principio se estudiaron como fe-nómenos de diferente naturaleza, resultaron estar muy relacionados:

• En 1820, Oersted comprobó que cuando se acerca una aguja imantada a un hilo por el que circula una corriente eléctrica, la aguja se orienta perpendicu-larmente al hilo.

• En 1831, Faraday comprobó que cuando se mueve un imán dentro de una espira (hilo conductor cerrado), en esta aparece una corriente eléctrica. Esta corriente recibe el nombre de «corriente inducida», y el fenómeno se conoce como inducción electromagnética.

• En 1873, Maxwell unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos bajo una misma teoría: el electromagnetismo.

La electricidad y el magnetismo están relacionados

1 Sabiendo que el polo norte magnético de la aguja imanta-da de una brújula se orienta hacia el polo norte geográfico de la Tierra, rotula la siguiente imagen indicando la dispo-sición de los polos magnéticos de las agujas imantadas, y de los polos geográficos y magnéticos de la Tierra.

2 Debajo de cada imagen, escribe una frase explicativa e in-dica el fenómeno con el que se relaciona:

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

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Corriente

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NS

N

S

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6 Del magnetismo al electromagnetismo

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