UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN ESCUELA ACADEMICA PROFESINAL EN INGENIERIA EN INFORMATICA Y SISTEMAS

TRABAJO DE CIRCUITOS ELECTRICOS

Tema : CARGAS ELECTRICAS

Nombre : JUAN LUIS PACOVILCA ARHUATA

Código : 2010-35540

Profesor :

Turno : mañana

Tacna-Peru

ELECTROSCOPIO

1. RESUMEN

El electroscopio es un instrumento que sirve para demostrar una carga neta sobre

un objeto y la fuerza eléctrica. El electroscopio del laboratorio consta de una

caja en acrílico en cuyo interior se encontraba unas pequeñas láminas de oro

conectadas a un disco metálico por medio de un pequeño tubo metálico. Se

tomo la barra de vidrio y se froto con diferentes lanas para cargar positivamente

o negativamente. Ya frotada comprobaremos su carga con electroscopio,

acercando la barra frotada al electroscopio.

2. OBJETIVO

Detectar la presencia de la carga eléctrica en objetos.

3. FUNDAMENTO TEORICO

Se suele designar con el nombre de electroscopio a un envase cerrado sea de

vidrio o metal dentro del cual se ha instalado un soporte dieléctrico D por el cual

pasa una varilla de metal denominada electrodo E y que lleva en el extremo

superior una pequeña esfera de metal y en su parte inferior dos laminillas

metálicas L (ver figura 1). Sirve para determinar si un objeto, por ejemplo una

varilla tiene carga eléctrica. Para esto, el objeto deberá acercarse a la esfera del

electrodo central E.

Figura 1

Si posee carga producirá la separación de las laminillas. Cuando se toca con la

varilla la esfera del electrodo central E, estará recibiendo carga.

Por ser el electrodo E un conductor, la carga que recibe se distribuirá en toda su

superficie, en particular habrá carga en la parte inferior. Desde que las laminillas

pueden desplazarse entonces por tener un mismo tipo de carga, se repelarán,

quedando abiertas. Si recibe más carga, las laminillas se abrirán más.

4. MATERIALES

Una varilla de PVC.

Una varilla de vidrio.

Un trozo de tela barrinton.

Un trozo de tela lanilla.

Un trozo de tela paño.

Un trozo de tela sintética.

Un electroscopio

5. PROCEDIMIENTO

Determinación si un objeto posee carga eléctrica.

a) Acerque la varilla de vidrio a la esfera de E ¿Qué observa? Toque la

esfera de E con la varilla de vidrio ¿Qué observa?

Respondiendo:

Se observó que el electroscopio que contiene laminillas de oro

comenzaron a vibrar.

Las laminillas de oro se abren como si fuese una flor.

b) Con el fin de obtener cargas positivas sobre la varilla de vidrio frótela

con la tela de seda suave

Ahora acerque la varilla a la esfera de E ¿Qué observa? Toque la

esfera de E con la varilla de vidrio cargada positiva con el objetivo de

transferir la carga. ¿Qué observa?

Respondiendo:

Se observó que las laminillas de oro comenzaron a vibrar.

Las laminillas de oro se abren como si fuese una flor.

Para obtener más cargas positivas sobre el electrodo E habrá que

repetir varias veces el proceso de frotación y transferencia.

Para retirar (1) las cargas positivas bastará tocar con un dedo la esfera

de E, notará que las laminillas se vuelven a juntar.

c) Acerque la varilla de plástico de color negro 043 a la esfera de E ¿Qué

observa?, toque la esfera de E con la varilla de plástico negra ¿Qué

observa?

Se observo que las laminillas de oro vibran con mayor intensidad.

Se observo que las laminillas de oro se abren hasta formar un ángulo

de 180 grados.

d) Frote la varilla de plástico color negro 043 con la tela de seda gruesa (si

no la tiene, utilice lanilla) acérquela a la esfera E ¿Qué observa?, toque

la esfera de E con la varilla de plástico Negra ¿Qué observa?

Se observa que la varilla de plástico a cargado mas con cargas

positivas.

Las laminillas de oro se abren formando un ángulo de 180 grados.

(1) En realidad lo que se hace es restablecer la neutralidad eléctrica del

electrodo E dejando electrones allí, y es en ese sentido que debe

entenderse el concepto “retirar la carga positiva”.

DETERMINAR EL TIPO DE CARGA QUE TIENE UN OBJETO

a) Se tomará como patrón la carga positiva que se halla sobre la varilla de

vidrio. Dicha carga hace que el electroscopio quede cargado

positivamente (ver figura 2) y sus laminillas por tanto quedarán abiertas”.

Figura 2

b) Se frota la varilla de plástico color negro con la tela de seda gruesa (o con

lanilla) y se le acerca a la esfera del electrodo E, pero sin tocarla. En el

caso de abrirse más las laminillas, la varilla de plástico tendrá carga del

mismo signo que la que tiene el electroscopio y se dirá entonces que la

varilla de plástico color negro tiene carga positiva.

En el caso de acercarse más las laminillas la carga que lleva la varilla de

plástico será de signo opuesto que la que tiene electroscopio en tal caso

se dirá que la varilla de plástico color negro tiene carga negativa.

c) Si tenemos otro objeto cuyo signo de carga sea desconocido bastará

repetir el paso (f) del procedimiento para determinar el signo.

6. ANALISIS Y RESULTADOS

TELA%MATERIAL VIDRIO

se carga

PVC

Se carga

BARRINTON ++ +++

LANILLA ++ +++

PAÑO -+ ++

SINTETICA ++ ++

a) Al principio la varilla esta descargado (su carga positiva es igual a su

carga negativa –esta neutro) por lo tanto cuando se toco esta varilla

al electroscopio no se mueve.

b) Cuando se frota la varilla con uno de las telas este le sede carga

negativa (electrones) y por lo tanto la varilla queda cargada

negativamente y la tela positivamente. Al acercar la varilla el

electroscopio rechaza las cargas negativas enviándolas ala laminilla de

oro produciendo una repulsión (las laminillas se separan.

c) Al tocar con el dedo el electroscopio hace que su exceso de carga

fluya a TIERRA quedando de nuevo en neutro.

7. CONCLUSIONES

Cuando frotamos las barras, estas se cargan (con una carga distinta cada

una) e interactuaran con la esfera de caucho péndulo y las laminillas del

electroscopio, mostrándonos el comportamiento de los distintos tipos de

carga en distintos materiales.

8. PREGUNTAS

a) Explique por qué al transferir carga al electroscopio se abren las laminillas.

Si la varilla toca el electroscopio le sede carga (de su exceso, en este caso

negativa esto se debe a que el cuerpo trate de neutralizarse) quedando

cargado.

Por tanto la laminilla permanece separada.

b) Respecto del paso (b) del procedimiento por qué se toca la esfera del

electrodo E para “repetir” la carga?.

Porque cargué positivamente.

c) ¿Cuál es el signo de la carga de la varilla de plástico color negro al frotarla

con seda gruesa (o lanilla)?.

TELA%MATERIAL VIDRIO

se carga

PVC

Se carga

BARRINTON ++ +++

LANILLA ++ +++

PAÑO -+ ++

SINTETICA ++ ++

9. BIBLIOGRAFIA

Para el alumno:

Alvarenga, B “Física” Ed. Harla México1981

Para el Profesor:

Lazo, A. “Tesis de Licenciatura” Fac. de Ciencias UNI 1995

Scott, W.T. “Electricity and magnetism” Ed. Wiley&Sons 1970

A.-DESCRIPCION DEL APARATO CODIGO 036-02020007

El electroscopio consiste (ver figura 3) de:

a) Caja metálica rectangular A

b) Base laminada de hierro B

c) 2 vidrios V, uno transparente que va enfrente y el otro pavonado

(deslustrado)

d) En el centro de la parte superior esta sujetado un aislante eléctrico

(dieléctrico D) y dentro de éste va el electrodo central.

e) Electrodo central E de fierro cromado que pasa a través del dieléctrico D y

entra en la caja.

En su parte superior está montada una bola metálica y en el extremo

inferior tiene 2 hojuelas metálicas (laminillas L)

f) Las laminillas constituidas por 2 hojuelas metálicas son de papel aluminio.

Figura 3

B.-INFORMACIONES UTILES PARA EL USO DEL EQUIPO

a) Para obtener buenos resultados secar con un trapo todo el contorno del

aislante. También puede secarlo por su parte exterior

b) Evite golpes o movimientos violentos del equipo, tenga cuidado de no

afectar las laminillas.

c) Si las laminillas se deforman, saque los vidrios deslizándolos hacia arriba y

reajústela con mucho cuidado especialmente en sus partes móviles.

KIT PARA HACER EXPERIENCIAS DEMOSTRATIVASS EN ELECTROSTATICA

1.- RESUMEN:

Cerca de un conductor P aislado y cargado positivamente se coloca el cilindro

inducido B, que se pone en comunicación con el suelo. Se produce entonces por

influencia una región negativa, región cuya electrización puede utilizarse a

voluntad. Basta colocar nuevamente B en comunicación con el suelo frente a P,

para provocar la aparición de una nueva carga negativa. Se puede obtener por

tal medio tantas cargas como queramos.

2.- OBJETIVO:

Hacer experimentos demostrativos sobre:

Determinación del tipo de carga eléctrica

Distribución de la carga eléctrica en la superficie de un conductor.

La propiedad denominada “El poder de las puntas”.

La Jaula de Faraday.

El electróforo de volta.

3.- FUNDAMENTO TEORICO:

Para la determinación del signo de la carga de un objeto cargado bastará

consultar la guía 034-02020001.

Se sabe que la carga eléctrica al ser depositada sobre un conductor se

redistribuye dirigiéndose a la superficie exterior del conductor.

Las cargas eléctricas se concentran en mayor cantidad en las partes puntiagudas

de los objetos cargados.

Si el objeto cargado presenta una punta las cargas escapan por allí.

El electróforo de Volta es una máquina electrostática muy sencilla que genera

cargas eléctricas.

EL ELECTROFORO DE VOLTA

El electróforo, inventado por A. Volta, es la maquina electrostática mas simple.

Consta de una base de material P apropiado al proceso de carga (PVC o

acrílico) y un disco de metal M (acero) fijado a un mango aislante A. (ver figura 1)

Figura 1

El electróforo genera cargas eléctricas de la siguiente manera:

Frotando vigorosamente la placa de PVC con lanilla F. (ver figura 2)

Figura 2

Colocando firmemente el disco de metal sobre la base frotada para inducir

cargas eléctricas de signo opuesto en el disco.(ver figura 3)

Tocando el disco con un dedo para permitir que las cargas inducidas se vayan a

tierra.

Separando el disco de la base, mediante el mango aislante.()ver figura 4

Para ver que el disco resulto cargado luego de este proceso, basta acercarlo a

un péndulo estectrostatico y observar como lo atrae hasta tocarlo y luego lo

repele.

También se puede usar un electroscopio.

4.- MATERIALES:

Una maquina de Wimshurst

Una varilla de vidrio con frotador

Una lanilla de 30 cm. x 30 cm.

Una bolsa de plástico de polietileno.

Un cable de cobre forrado, con ambos extremos pelados de 50 cm. de largo.

Un secador de cabellos (para secar las piezas en caso de humedad en el

ambiente).

5.- PROCEDIMIENTO:

Téngase en cuenta que el uso del electroscopio (5.6.7) esta explicado en la guía

036-02020007, el uso del demostrador de líneas de fuerza (29 y 30) está descrito en

la guía 042-02020022 y el uso de la bola de prueba ()3está en la guía 035-

002020001.

Por lo tanto aquí los utilizaremos directamente.

Experimento 1

Determinación del tipo de carga que tienen algunos objetos cargados.

Equipo: kit 043: varilla de acrílico (14)

Varilla de plástico color negro (PVC)(19)

Una varilla de vidrio código 034-02020001

Una lanilla de 30 cm x 30 cm.

Una bolsa de polietileno

Un secador de cabellos (para secar las piezas).

6.- ANALISIS Y RESULTADOS:

TELA%MATERIAL VIDRIO

se carga

PVC

Se carga

BARRINTON ++ +++

LANILLA ++ +++

PAÑO -+ ++

SINTETICA ++ ++

7.- CONCLUSIONES:

En este experimento se utilizado para demostrar muchas cosas que el

alumno debe de aprender a utilizar para que en el futuro tengamos y

sepamos Manipular cargas y la utilización del electro de volta.

8.- BIBLIOGRAFIA:

Alvarenga, B.”física general” con experimentos sencillos” 3ra edición 1983.

Lazo, A “CONSTRUCCIO DE UN MODULO DE ELECTROMAGNETISM “tesis de

lecenciatura, facultad de ciencias-UNI,1995