Investigacion Historia de La Electrostatica

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE MISANTLA

INTRODUCCINTodo ser humano est familiarizado con la influencia y efectos de la electricidad esttica, an sin tener conocimiento sobre su significado, cada uno de nosotros hemos experimentado algn tipo de efecto a raz de este fenmeno, un ejemplo comn es cuando despus de manipular muchos papeles o de mucha friccin con ciertos textiles, con el piso y otros elementos cuando se tiene contacto con cualquier otra persona o material metlico se siente una chispa y una corriente, la cual es simplemente una descarga elctrica. As pues podemos decir que laelectrostticaes la rama de lafsicaque estudia los fenmenos producidos por distribuciones de cargas elctricas, esto es, elcampo electrostticode un cuerpo cargado, hablaremos en este trabajo acerca de su desarrollo histrico y de sus aplicaciones modernas.

HISTORIA DE LA ELECTROSTTICAHistricamente, la electrosttica fue la rama delelectromagnetismoque primero se desarroll. Con la postulacin de laLey de Coulomb [ver anexos imagen 1.1]fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir delsiglo XVII, y ya en la segunda mitad delsiglo XIXlasleyes de Maxwellconcluyeron definitivamente su estudio y explicacin, y permitieron demostrar cmo las leyes de la electrosttica y las leyes que gobiernan losfenmenos magnticospueden ser estudiadas en el mismo marco terico denominadoelectromagnetismo.La existencia del fenmeno electrosttico es bien conocido desde la antigedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan deelectricidadpor simple frotamiento y atraen pequeos trozos de papel opelo, por ejemplo un globo inflado que previamente se ha frotado con un pao seco.Alrededor del600a.C.el filsofo griegoTales de Mileto [ver anexos: imagen 1.2]descubri que si frotaba un trozo de la resina vegetal fsil llamada mbar, en griegolektron, este cuerpo adquira la propiedad de atraer pequeos objetos. Algo ms tarde, otro griego,Teofrasto [ver anexos: imagen 1.3] (310a.C.), realiz un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenmenos elctricos y escribi el primer tratado sobre laelectricidad.A principios delsiglo XVIIcomienzan los primeros estudios sobre la electricidad y el magnetismo [ver anexos: imagen 1.4] orientados a mejorar la precisin de la navegacin conbrjulas magnticas [ver anexos: imagen 1.5]. El fsico real britnicoWilliam Gilbert[ver anexos: imagen 1.6]utiliza por primera vez la palabra electricidad, creada a partir del trmino griegoelektron(mbar). El jesuita italianoNiccolo Cabeo [ver anexos: imagen 1.7]analiz sus experimentos y fue el primero en comentar que haba fuerzas de atraccin entre ciertos cuerpos y de repulsin entre otros.Alrededor de1672el fsico alemnOtto von Guericke[ver anexos: imagen 1.8]construye la primera mquina electrosttica capaz de producir y almacenar energa elctrica esttica por rozamiento. Esta mquina consista en una bola de azufre atravesada por una varilla que serva para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producan una carga mayor que la conseguida hasta entonces.Francis Hawksbeeperfeccion hacia1707 la mquina de friccin usando una esfera de vidrio.En1733el francsFrancois de Cisternay du Faypropuso la existencia de dos tipos de carga elctrica, positiva y negativa, constatando que: Los objetos frotados contra el mbar se repelen. Tambin se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio. Sin embargo, los objetos frotados con el mbar atraen los objetos frotados con el vidrio.Du Fay yStephen Gray [ver anexos: imagen 1.9]fueron dos de los primeros "fsicos elctricos" en frecuentar plazas y salones para popularizar y entretener con la electricidad. Por ejemplo, se electriza a las personas y se producen descargas elctricas desde ellas, como en el llamadobeso elctrico: se electrificaba a una dama y luego ella daba un beso a una persona no electrificada.En1745se construyeron los primeros elementos de acumulacin de cargas, loscondensadores, llamados incorrectamente poranglicismocapacitores, desarrollados en la Universidad de Leyden(hoy Leiden) porEwald Jrgen Von KleistyPieter Van Musschenbroeck. Estos instrumentos, inicialmente denominadosbotellas de Leyden, fueron utilizados como curiosidad cientfica durante gran parte del siglo XVIII. En esta poca se construyeron diferentes instrumentos para acumular cargas elctricas, en general variantes de la botella de Leyden, y otros para manifestar sus propiedades, como loselectroscopios.En1767,Joseph Priestleypublic su obraThe History and Present State of Electricitysobre la historia de la electricidad hasta esa fecha. Este libro sera durante un siglo el referente para el estudio de la electricidad. En l, Priestley anuncia tambin alguno de sus propios descubrimientos, como la conductividad del carbn. Hasta entonces se pensaba que slo el agua y los metales podan conducir la electricidadEn1785el fsico francsCharles Coulombpublic un tratado en el que se describan por primera vez cuantitativamente las fuerzas elctricas, se formulaban las leyes de atraccin y repulsin de cargas elctricas estticas y se usaba labalanza de torsinpara realizar mediciones. En su honor, el conjunto de estas leyes se conoce con el nombre deley de Coulomb. Esta ley, junto con una elaboracin matemtica ms profunda a travs delteorema de Gaussy la derivacin de los conceptos de campo elctrico y potencial elctrico, describe la casi totalidad de los fenmenos electrostticos.Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenmenos elctricos dinmicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en1864el fsico escocsJames Clerk Maxwellunific las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemticas.APLICACIONESLa electroesttica en la electricidad estticaposeemuchas aplicaciones entre las mscomunes e importantes de la electrosttica, como son los aparatos elctricos, como son televisiones, computadoras, hornos de microondas, telfonos celulares, etctera.Estos aparatos nos han dado grandes ventajas, ahorran tiempo, trabajoosimplemente nos entretienenofacilitan la vida, sin embargo, las ondas electromagnticas que emiten pueden llegar a tener efectos negativos en nuestra salud.

Tambin ondas "ELECTRO MALIGNAS" inconscientemente, vivimos en un ocano electromagntico natural: el campo elctrico terrestre, que es debido a la naturaleza negativa de la corteza terrestre y positiva de la ionosfera; el campo geomagntico y los fenmenos ondulatorios electromagnticos atmosfricos, como los relmpagos. Los rayos ultravioleta, los infrarrojos y la luz visible tambin son ondas electromagnticas que afectan negativamente nuestra salud.Entre otras de sus aplicaciones podemos mencionar la xerografa, en la que un pigmento en polvo (tinta seca o toner) se fija en las reas cargadas previamente, lo que hace visible la imgen impresa. En electrnica, la electricidad esttica puede causar daos a los componentes, por lo que los operarios han de tomar medidas para descargar la electricidad esttica que pudieran haber adquirido. Esto puede ocurrir a una persona por frotamiento de las suelas de los zapatos (de materiales como la goma) contra suelos de tela o alfombras, o por frotamiento de su vestimenta contra una silla de plstico. Las tensiones generadas as sern ms altas en los das con baja humedad relativa ambiente. Hoy las alfombras y las sillas se hacen con materiales que generen poca electricidad por frotamiento. En los talleres de reparacin o en fbricas de artefactos electrnicos se tiene el cuidado de evitar la generacin o de descargar estas cargas electrostticas.

Las principales aplicaciones de la electrosttica se da en: Agricultura: En la agricultura [ver anexos: imagen 2.1] se ha vendido con mucho xito para el control de plagas eficaz, adems reduce la cantidad de plaguicida y fertilizante.

Aplicacin de Soluciones al Cuerpo Humano [ver anexos: imagen 2.2]:El bronceado color marrn sin sol utiliza los atomizadores electrostticos que fueron probados y utilizados en un esfuerzo conjunto entre ESS y uno de sus clientes.La mquina ofrece un nivel de calidad de la aplicacin y uniformidad que no tiene comparacin en la industria. El mismo enfoque se puede dar con otros usos, tales como aplicaciones de bronceadores, jabones, lociones, desinfectantes, an en medicina para vctimas por quemaduras.

Sanidad [ver anexos: imagen 2.3]: La desinfeccin en hoteles y restaurantes usando los aspersores electrostticos es ideal porque da un tratamiento completo. Slo la electrosttica permite cubrir completamente las formas complejas y penetrar en grietas y rincones. Los propietarios y directores de hoteles y restaurantes pueden estar seguros de que ellos hacen todo lo posible para proporcionar un ambiente limpio y seguro. La aspersin puede realizarse con unidades porttiles.Plantas Procesadores de Alimentos [ver anexos: imagen 2.4]: El objetivo de las plantas procesadoras de alimentos es el ahorro de productos para la sanidad y conservadores, como en el caso de la limpieza de pltanos, en la industria crnica, etc. Las caractersticas de la electrosttica proporcionan un mejor cubrimiento de los productos y un ahorro de qumicos.Descontaminacin de Equipos y Personal [ver anexos: imagen 2.5]: Efectividad mxima en la descontaminacin de agentes biolgicos o qumicos.Se pueden aplicar en vehculos teledirigidos para el interior de edificios o tneles al mantener a los operarios a una distancia segura.Transportacin [ver anexos: imagen 2.6]: La desinfeccin de los barcos y los aviones con servicios electrostticos ofrece a sus clientes mayor seguridad y salud. Tienen disponible un nuevo instrumento para eliminar virus localmente. Tambin en los transportes de productos y equipos que pueden llegar a contener una enfermedad o plagas.Dispositivos Mdicos [ver anexos: imagen 2.7]: Los