Electricidad esttica

Para la ciencia que estudia las cargas estticasvase Electrosttica

Los cabellos de la nia se repelen entre s por causa de la cargaelctrica positiva adquirida por medio del contacto con el tobo-gn.

El trmino electricidad esttica se reere a la acumu-lacin de un exceso de carga elctrica en una zona conpoca conductividad elctrica, un aislante, de manera quela acumulacin de carga persiste. Los efectos de la elec-tricidad esttica son familiares para la mayora de las per-sonas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir laschispas de las descargas que se producen cuando el exce-so de carga del objeto cargado se pone cerca de un buenconductor elctrico (como un conductor conectado a unatoma de tierra) u otro objeto con un exceso de carga perocon la polaridad opuesta.

1 HistoriaEl fenmeno de la electricidad esttica es conocido des-de la antigedad, aproximadamente desde el siglo VI a.C. segn la informacin aportada por Tales de Mileto.La investigacin cientca sobre este fenmeno comenzcuando se pudieron construir mquinas capaces de gene-rar electricidad esttica, como el generador electrostti-co construido por Otto von Guericke en el siglo XVII.La relacin entre la electricidad esttica y las nubes detormenta no fue demostrada hasta el 1750 por BenjaminFranklin.

Michael Faraday public en 1832 los resultados de susexperimentos sobre la naturaleza de lo que hasta enton-ces se pensaba que eran diferentes tipos de electricidad,demostrando que la electricidad inducida con un imn, laelectricidad fotovoltaica producida por una pila voltaicay la electricidad esttica eran el mismo tipo. A partir deeste momento el estudio de la electricidad esttica queddentro del de la electricidad en general.

2 Causas de la electricidad estticaLos materiales con los que tratamos en nuestra vida diariaestn formados por tomos y molculas que son elctrica-mente neutros porque tienen el mismo nmero de cargaspositivas (protones en el ncleo) que de cargas negati-vas (electrones alrededor del ncleo). El fenmeno de laelectricidad esttica requiere de una separacin sosteni-da entre las cargas positivas y negativas, a continuacin semuestran las principales causas para que esto sea posible

2.1 Induccin de la separacin de cargaspor contacto

Los electrones pueden ser intercambiados entre dos ma-teriales por contacto y, adems, los materiales que tie-nen unos electrones dbilmente ligados tienen tendenciaa perderlos mientras que los materiales que no tienen lle-nas las capas externas de electrones tienen tendencia aganarlos. Este fenmeno es conocido como triboelectri-cidad y da como resultado que uno de los objetos quese han puesto en contacto quede cargado positivamentemientras el otro se carga negativamente. La polaridad yla cantidad de la carga neta que queda a cada materialcuando se separan depender de sus posiciones relativasen la serie triboelctrica (una lista que clasica los ma-teriales en funcin de su polaridad y su capacidad de ad-quirir carga). El Efecto triboelctrico es la causa principalde la electricidad esttica que observamos en nuestra vi-da diaria e incluye la que se produce por rozamiento dediferentes materiales.

2.2 Separacin de cargas inducida por lapresin

Algunos tipos de cristales y cermica tienen la propie-dad de generar una separacin de cargas en respuesta a

1

2 4 PELIGROS

la aplicacin de un esfuerzo mecnico, es lo que se deno-mina piezoelectricidad, esta es un fenmeno presentadopor determinados cristales que al ser sometidos a tensio-nes mecnicas adquieren una polarizacin elctrica en sumasa.

2.3 Separacin de cargas inducida por latemperatura

Algunos minerales, como la turmalina, presentan la ca-pacidad de ser polarizados por efecto del calor, es lo quese conoce como piroelectricidad o efecto piroelctrico.Todos los materiales piroelctricos son tambin piezo-elctricos, las dos propiedades estn estrechamente rela-cionadas entre s. La piroelectricidad es la capacidad decambiar la polarizacin de algunos materiales sometidosa cambios de temperatura generando un potencial elctri-co producido por el movimiento de las cargas positivas ynegativas a los extremos opuestos de la supercie a travsde la migracin.

2.4 Separacin de cargas inducida por lapresencia de un objeto cargado

Un objeto cargado, puesto cerca de otro elctricamenteneutro, causar la separacin de las cargas del otro, dadoque las cargas de la misma polaridad se repelen mientrasque las de diferente polaridad se atraen. Como la fuer-za debida a la interaccin entre las cargas elctricas dis-minuye rpidamente con el aumento de la distancia, elefecto ser mayor si estn muy cerca . Este efecto es ma-yor cuando el objeto inicialmente neutro es un conductorelctrico porque las cargas tienen ms facilidad para mo-verse.Es posible inducir una separacin de cargas y si el obje-to est convenientemente conectado a tierra dejarlo car-gado permanentemente. Este es el sistema que utiliza elGenerador de Van de Graa, un aparato habitualmenteutilizado para demostrar los efectos de la electricidad es-ttica.

3 Descarga electrostticaLa chispa asociada a la electricidad esttica est causa-da por la descarga electrosttica que se produce cuandoel exceso de carga es neutralizado por un ujo de car-gas desde el entorno al objeto cargado o desde ste ha-cia su entorno. En general, una acumulacin signicati-va de cargas slo puede ser persistente en zonas de bajaconductividad elctrica, en un entorno donde muy pocascargas se pueden mover libremente. El ujo de las cargasneutralizadoras se genera a menudo a partir de tomos ymolculas neutras del aire que son separados para formarcargas positivas y negativas, entonces se mueven en di-

recciones opuestas como una corriente elctrica, neutra-lizando la acumulacin original de cargas. El aire se rom-pe de esta manera alrededor de unos 30.000 voltios porcentmetro, este valor depende de la humedad. La des-carga calienta el aire de alrededor y produce una chispabrillante, tambin provoca una onda de choque que es lacausante del sonido que se puede llegar a escuchar.El choque elctrico que notamos cuando recibimos unadescarga electrosttica se debe a la estimulacin de losnervios cuando la corriente neutralizadora uye a travsdel cuerpo humano. Gracias a la presencia de agua quehay en todo el cuerpo y que se mueve, las acumulacionesde carga no llegan a ser lo sucientemente importantescomo para causar corrientes peligrosas.Una persona que camina sobre una alfombra puede f-cilmente cargarse hasta de 5.000 voltios y producir unadescarga de pulsacin de 30 amperios en un circuito elec-trnico sensible.[1]

3.1 Rayo

El rayo es una descarga electrosttica natural.

El rayo es un ejemplo de una descarga electrosttica quese puede observar en la naturaleza. Aunque los detallesno estn del todo claros, se considera que la separacinde las cargas est relacionada con el contacto que se pro-duce entre las partculas de hielo que forman las nubes detormenta. Pero sea cual sea la causa, el rayo resultante noes otra cosa que una versin a gran escala de las chispasque podemos observar en las descargas electrostticas do-msticas. La emisin de luz por la descarga calienta el aireque hay alrededor del canal que sigue la corriente elctri-ca y lo hace hasta una temperatura que produce luz porincandescencia. El sonido del trueno es el resultado de laonda de choque que se crea por la rpida expansin delaire sobre calentado.

4 PeligrosA pesar de su naturaleza, aparentemente inocua, segnnuestra experiencia en la vida diaria, la electricidad es-

4.4 Operaciones de repostaje 3

Efecto de una descarga de electricidad esttica sobre la super-cie de un lm radiogrco. La descarga ha dibujado un patrncaracterstico en forma de "rbol. Este es un ejemplo tpico deun artefacto radiogrco.

ttica puede tener efectos peligrosos no despreciables ensituaciones en las que la acumulacin de cargas se produ-ce en presencia de materiales o dispositivos sensibles.

4.1 Componentes electrnicos

Muchos componentes electrnicos, en especial los dispo-sitivos semiconductores, son extremadamente sensibles ala presencia de la electricidad esttica y pueden ser daa-dos por una descarga electrosttica.

4.2 Industria qumica

Las descargas electrostticas pueden resultar muy peli-grosas en lugares donde se trata con sustancias inama-bles. Una pequea chispa que es capaz de iniciar la igni-cin de varias mezclas explosivas con consecuencias de-vastadoras. Es el caso de las fbricas que trabajan con sus-tancias en polvo en presencia de materiales combustibleso explosivos.

4.3 Exploracin del espacio

Debido a la humedad extremadamente baja que hay en elmedio extraterrestre, es posible que se produzcan gran-des acumulaciones de cargas estticas que son un peligroimportante para los dispositivos electrnicos que se uti-lizan en los vehculos espaciales. Tambin representa unriesgo para los astronautas, el hecho de caminar sobre unterreno tan seco, como lo es el de la Luna o el de Marte,provoca la acumulacin de una cantidad signicativa decargas elctricas que puede provocar descargas electros-tticas capaces de daar los aparatos electrnicos.

4.4 Operaciones de repostajeSi se produce una descarga electrosttica en presencia decombustible y su voltaje es sucientemente grande, pue-de provocar la ignicin de los vapores que se despren-den del combustible. Este es un peligro presente en lasestaciones de servicio y es una de las razones por las quees aconsejado parar el motor mientras se carga el vehcu-lo con gasolina. Este peligro tambin est presente en losaeropuertos, durante las operaciones de repostaje de losaviones.

5 Vase tambin Campo electrosttico Carga elctrica Descarga electrosttica Electrosttica

6 Enlaces externos

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7 Referencias[1] Tecnologa de proteccin contra la sobrecarga elctrica,

Edward Brown, NFPA

4 8 ORIGEN DEL TEXTO Y LAS IMGENES, COLABORADORES Y LICENCIAS

8 Origen del texto y las imgenes, colaboradores y licencias8.1 Texto

Electricidad esttica Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad_est%C3%A1tica?oldid=86487974 Colaboradores: JorgeGG, Pi-laf, SpeedyGonzalez, ManuelGR, Rosarino, Rsg, Tostadora, Tano4595, Renacimiento, Cinabrium, Soulreaper, Hispa, Xuankar, Airunp,Alhen, BOTijo, Jorgechp, Tamorlan, BOTpolicia, Laura Fiorucci, Tarantino, Arcibel, Gsrdzl, Fixertool, Niikole, Bucephala, Urdangaray,Technopat, Matdrodes, Ctrl Z, Yonseca, Jarisleif, HUB, J3D3, Leonpolanco, Petruss, Josetxus, Aipni-Lovrij, UA31, Shalbat, Diegus-jaimes, Arjuno3, SuperBraulio13, Ortisa, Jkbw, Dossier2, Ricardogpn, Igna, Botarel, Hprmedina, PatruBOT, Granwotan, Ripchip Bot,Foundling, Mechusriva, Wikilptico, Axvolution, Edslov, EmausBot, Allforrous, Africanus, Rubpe19, El Ayudante, WikitanvirBot, Stryn,Antonorsi, SaeedVilla, MerlIwBot, JABO, AvicBot, Travelour, Vetranio, Helmy oved, Baute2010, MaKiNeoH, Yerandy13, Addbot, Dva-lenciag, Roger de Lauria, Gfdcfjyfyi, Jarould y Annimos: 192

8.2 Imgenes Archivo:Commons-logo.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public do-

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8.3 Licencia del contenido Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Historia Causas de la electricidad esttica Induccin de la separacin de cargas por contacto Separacin de cargas inducida por la presin Separacin de cargas inducida por la temperatura Separacin de cargas inducida por la presencia de un objeto cargado

Descarga electrosttica Rayo

Peligros Componentes electrnicos Industria qumica Exploracin del espacio Operaciones de repostaje

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