Definición de la energía eléctrica

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La energía eléctrica, como es de suponer, será en sí el tipo de energía que utilizaremos como base para lo que respecta a este curso, por ello comenzaremos por tratar de darle una definición describiendola como un tipo de energía basada en el movimiento de los electrones.

La composición de los átomos se da básicamente a partir de tres elementos cuyas cargas eléctricas se determinan a partir de las partículas que las componen denominadas cuarks y leptones, para el propósito de este curso no nos detendremos a definir estos dos últimos términos, limitándonos simplemente a decir que son lo que componen protones, neutrones y electrones, en cuanto a la carga de cada una de estas partículas, esta es propia de cada una de ellas y es parte de lo que las define en sí. El neutrón posee una masa aproximadamente equivalente a \(1.67492729\times 10^{-27}\) kilogramos, seguido del protón con una masa aproximada de \(1.67262192\times 10^{-27}\) kilogramos teniendo entre sí masas bastantes similares, en comparación con el electrón cuya masa es aproximadamente de \(9.1093837\times 10^{-31}\) kilogramos haciéndose una diferencia considerable de masas siendo esta cerca de 1836 veces menor al protón y 1838 veces menor al neutrón.

Carga eléctrica

La carga eléctrica de un cuerpo es una propiedad física que se define en función de las partículas subatómicas que este posee en defecto, exceso o equilibrio, esta propiedad es medida en culombios según el Sistema Internacional de Unidades.

Los protones poseen una carga positiva estando compuestos por dos cuarks arriba y un cuark abajo, los neutrones poseen una carga neutra estando compuestos por un cuark arriba y dos cuarks abajo, finalmente los electrones poseen una carga negativa y son en sí una clase de leptón. La interacción entre protón, neutrón y electrón se da gracias a las fuerzas fundamentales que actúan sobre estos, los protones atraen a los electrones y se repelen entre sí debido a la fuerza electromagnética, que repele elementos de cargas iguales y atrae elementos de cargas opuestas, por su parte, la fuerza nuclear fuerte mantiene juntos a los protones que componen el núcleo junto a los neutrones, haciendo oposición a la fuerza electromagnética. Las cargas de protones y electrones son cuantitativamente iguales, pero de características opuestas, es decir, aproximadamente \(1.602176634\times 10^{-19}\) culombios positivos en el caso del protón y \(1.602176634\times 10^{-19}\) culombios negativos en el caso del electrón.

Sobre el campo eléctrico

Un átomo no tiene carga eléctrica o se dice que está es neutra cuando tiene cuantitativamente por partes iguales carga positiva y negativa. Cuando un átomo tiene un defecto o exceso de electrones se le denomina ion, en caso de tener un defecto este ion es de carga positiva y se le denomina catión, por el contrario, si hay un exceso este ion es de carga negativa y se le denomina anión. La presencia de estas cargas en una región del espacio modifica el campo eléctrico de la misma región, se dice que la región no posee un campo eléctrico o este es neutro cuando no hay cargas positivas o negativas presentes, de igual manera, cuando existe una carga positiva o negativa presente en la región se definen las líneas de fuerza del campo en función de dichas cargas, estas líneas son un imaginario que describen la dirección del campo eléctrico, en el caso de una carga positiva las líneas toman una dirección saliente respecto a la carga mientras que en el caso de una carga negativa las líneas toman una dirección entrante respecto a la carga.