Transferencia Electrónica – Métodos de Electrización

Son dos los métodos de electrización más conocidos y utilizados: electrización por conducción (o por fricción) y electrización por inducción.

La electrización por conducción se da cuando friccionamos entre si dos materiales aislantes (o conductor aislado) inicialmente descargados, o cuando tocamos un material aislante (o conductor aislado) inicialmente descargado con otro cargado. Durante el contacto, ocurre una transferencia de electrones entre los dos objetos.

Supongamos que carguemos de esta forma una barra de goma rozado con piel de animal y una barra de vidrio rozada con seda. Si suspendemos la barra de goma por un hilo aislante y le aproximamos la otra barra de goma cargada de la misma forma, las barras se repelerán.

Lo mismo sucede para los dos bastones de vidrio en esta situación.

Por otra parte, si aproximamos la barra de vidrio a la de goma, sucederá una atracción entre ellas.

Evidentemente constatamos que la goma y el vidrio tienen estados de electrización diferentes, y por la experiencia concluimos que:

             Cargas iguales se repelen

            Cargas diferentes se atraen

Franklin convencionó que la carga de la barra de vidrio es positiva y la del bastón de goma es negativa. Entonces, todo cuerpo que fuera atraído por la barra de goma (o repelido por la barra de vidrio) debe tener carga positiva. De la misma forma, todo cuerpo que fuese repelido por la barra de goma (o atraído por la de vidrio) debe tener carga negativa.

En el proceso de electrización por inducción no existe contacto entre los objetos.  A través de la inducción podemos cargar los metales conductores más fácilmente. Veamos cómo ello es posible.

Supongamos que aproximamos la barra de goma (carga negativa) de una barra metálica aislada e inicialmente neutra. Las cargas negativas (electrones) de la barra metálica serán repelidas hacia las regiones más alejadas y la región más próxima de la barra quedará con un exceso de cargas positivas.

Si ahora ligamos un hilo conductor entre la barra metálica y la tierra (lo que llamamos comúnmente “hacer tierra”) los electrones repelidos por la barra escaparán por este hilo, dejando la barra cargada positivamente inmediatamente el hilo fuese removido.

Si por otra parte, fuese la barra de vidrio (carga positiva) aproximada de la barra metálica, esta última quedará cargada negativamente, pues por el hilo conductor enterrado serían atraídos electrones desde la tierra.

Observemos que en ambos procesos, las barras cargadas (inductores) no pierden carga alguna.

Situación parecida ocurre cuando aproximamos objetos cargados de los aislantes. Nuevamente las cargas serán separadas en el material aislante y una vez alejadas la barra inductora, las cargas no retornan a sus posiciones iniciales debido a la poca movilidad que poseen en el aislante.

Aislantes, Conductores, Semiconductores y Superconductores

En cuanto a la capacidad de conducir cargas eléctricas, las substancias pueden ser caracterizadas como aislantes o conductores.

Aislantes son aquellas substancias en las cuales las cargas eléctricas no se pueden mover libremente con facilidad. Como ejemplos podemos citar la goma, el vidrio, el plástico y el agua pura entre otros.

Por otra parte, los conductores son aquellos materiales en los cuales el movimiento de las cargas (negativas en general) puede suceder libremente. Ejemplos son metales, agua del grifo, el cuerpo humano, entre otros.

Recientemente surgieron dos categorías para los materiales. Los semiconductores se presentan ahora como una tercera clase de materiales. Sus propiedades de conducción eléctrica se sitúan entre las de los aislantes y de los conductores.

Los ejemplos más típicos son el silicio y el germanio, responsables por el gran desarrollo tecnológico actual en el área de la microelectrónica y la fabricación de microchip.

Finalmente tenemos a los superconductores, materiales que a temperaturas muy bajas no ofrecen resistencia alguna al pasaje de electricidad. Fueron descubiertos en 1911 por Kammerling Onnes que observó la superconductividad en el Mercurio sólido (a una temperatura de 4,2 K). Actualmente están siendo desarrollados “ligas” (basadas en Niobio) que sean superconductoras a temperaturas más altas, facilitando así su utilización tecnológica.