Serie Triboélectrica

Electroscopio : es un aparato que permite detectar la presencia de una carga electroestática, saber si un cuerpo está o no electrizado, como asimismo permite averiguar la clase de carga eléctrica que tiene un cuerpo electrizado.

Se basa en la acción recíproca de las cargas eléctricas El más fácil de construir se compone de una botella cuyo tapón de goma esta atravesado por una varilla metálica que termina en su extremo inferior en dos laminas muy livianas de papel de oro o de aluminio; en el otro extremo termina en una esferita metálica.

Al tocar La esfera con un cuerpo electrizado las laminas se cargan con electricidad del mismo nombre y, por lo tanto, se separan. Para descargar el electroscopio basta tocar la esfera con la mano, es decir se establece 'contacto con tierra' a través de nuestro cuerpo

Si a un electroscopio cargado positivamente se le acerca (sin tocarlo) otro cuerpo cargado también positivamente, las láminas se separan más (acción entre cargas del mismo nombre) y si se acerca un cuerpo cargado negativamente las cargas se juntan.

Cuando los electroscopios están calibrados se llaman electrómetros. (Más adelante veremos que estos aparatos no sólo acusan la carga eléctrica de un cuerpo sino también el potencial de un conductor como asimismo la diferencia de potencial entre dos puntos por métodos electrostáticos).

El más sencillo se compone de una caja metálica unida a Tierra y de un tapón de sustancia aisladora atravesada por una varilla metálica provista de sólo una laminilla metálica que recorre una escala graduada.

Observaciones: 1) Se han ordenado las sustancias en la llamada "serie triboeléctrica" en la cual al frotar dos de ellas la que está a la izquierda en la serie se carga positivamente y la que está a la derecha negativamente.

(+) Piel de conejo - vidrio - mica - lana - piel de gato - seda - algodón - madera - ámbar - algunos metales (Cu,Ni,Ag) - azufre - otros metales Au, Pt) - celuloide (-).

Así, el vidrio se carga negativamente al ser frotado con piel de conejo y positivamente con lana.

Generación de la electricidad estática

El fenómeno de la generación de electricidad estática se conoce desde hace muchos años al observar la atracción de trozos de papel mediante varillas o barras de materiales aislantes después de haber sido frotadas con una pieza de tela. Para generar electricidad estática es suficiente el contacto o fricción y la separación entre dos materiales generalmente diferentes y no necesariamente aislantes, siendo uno de ellos mal conductor de la electricidad. Los materiales conductores permiten el paso de cargas eléctricas, mientras los aislantes lo obstaculizan. Las cargas electrostáticas negativas son electrones de los átomos de los elementos químicos y las positivas equivalen a la acción de los protones del núcleo atómico privados de los electrones de la última capa. Los electrones situados en la superficie de un material aislante o un conductor aislado no pueden disiparse fácilmente mientras no tengan una vía conductora a tierra. Al no poder circular con facilidad dan lugar a la denominada electricidad estática, a diferencia de la otra electricidad dinámica que circula por los conductores con fines de transmisión y utilización de energía. Los electrones tienen libertad de movimientos de una molécula a otra en los conductores, pero los protones son inseparables del átomo y no pueden moverse a menos que lo haga el propio átomo. El conjunto de los átomos de los cuerpos sólidos forman estructuras que mantienen la posición de dichos átomos entre sí. En cambio en los líquidos y mucho más en los gases, se tiene un desplazamiento relativo entre los mismos. Esa es la razón porque en los sólidos sólo se mueven los electrones y en los líquidos y gases se pueden mover electrones y protones. La carga originada por este fenómeno se llama carga triboeléctrica y una serie triboeléctrica como la mostrada ayuda a determinar la polaridad de cada uno de los dos materiales cargados. La magnitud de la carga electrostática está relacionada con la posición o distancia relativa entre sí de los materiales en la serie y su signo está determinado por la propensión de un material a ceder o ganar electrones que es lo que en realidad indicatal serie. Así p.e. el frotamiento de una pieza de vidrio y otra de teflón y su posterior separación darán lugar a una carga electrostática negativa sobre la pieza de teflón y otra de igual magnitud y carga positiva sobre la de vidrio. La misma experiencia realizada p.e. con poliester y níquel daría cargas positivas y negativas respectivamente en sus superficies pero con magnitud menor de la cantidad de carga eléctrica en culombios.

Triboelectricidad "Electricidad que aparece por frotamiento entre dos cuerpos".