LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO No. 2

JAULA DE FARADAY

OBJETIVOS. Determinar la relacin entre la carga inducida en la jaula de Faraday por un objeto cargado dentro del mismo y la diferencia de potencial. Analizar la naturaleza elctrica de objetos cargados. Demostrar la conservacin de carga. Estudiar la distribucin de carga sobre una esfera en diferentes situaciones.

INTRODUCCION.Al pasar de los aos el hombre ha venido descubriendo muchos inventos, teoras, formulas, entre las otras cosas. Es este el caso del seor Michael Faraday un destacado fsico que por medio de sus experimentos descubri muchas cosas que le son de gran utilidad e importancia para el hombre hoy en da. Por todo lo anteriormente dicho, se puede decir que en la prctica de laboratorio La Jaula de Faraday vamos a recrear y a comprobar todo lo expuesto por el fsico Michael Faraday.

RESUMEN.La Jaula de Faraday ha sido y ser uno de los descubrimientos ms importante de la historia es por esto que en el siguiente laboratorio, podremos poner en prctica todo lo descubierto por el seor Michael Faraday, as como tambin los conceptos de diferencia de potencial, de igual manera aprenderemos como funciona el electrmetro, por ultimo haremos todo lo concerniente al montaje de laboratorio para poder concluir.

MARCO TEORICO.Michael Faraday, fue un fsico y qumico britnico que estudi de forma determinante el electromagnetismo y la electroqumica. Su experimento consiste en que en un cubo hueco por dentro con una abertura en la parte superior se introduce una esfera de metal y se conecta a un electroscopio (electrmetro). En ese momento el electroscopio indicar una carga dentro de dicho recipiente que ser opuesta a la carga de la esfera. Afuera de la cubeta la carga ser igual que en la esfera. Mientras la esfera este dentro, el electrmetro mostrar la misma carga; cuando la esfera se saca de la cubeta, el electrmetro dejara de mostrar la carga. As en el momento de descargar la esfera, si este objeto con carga negativa hace tierra, los electrones se mueven hacia el suelo y si tiene carga positiva atrae electrones del suelo y se neutraliza.

CUESTIONARIO.

1.) Defina Diferencia de PotencialLa tensin entre dos puntos de un campo elctrico es igual al trabajo que realiza dicha unidad de carga positiva para transportarla desde un punto A a un punto B. En el sistema internacional de unidades la diferencia de potencial se mide en voltios (volts) al igual que el potencial.La tensin es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial elctrico de los puntos A Y B en el campo.Si dos puntos que tiene una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producir un flujo de electrones. Parte de la carga se crea del punto de mayor potencial se trasladara a travs del conductor al punto de menor potencial y en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesara cuando ambos puntos igualen su potencial elctrico (Ley de Henry). Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente elctrica.

Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un solo punto o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algn otro donde el potencial sea cero.

2.) Explicar como funciona el ElectrmetroEl Electrmetro: Es un Aparato destinado a medir la cantidad de electricidad que tiene cualquier cuerpo, por la desviacin de unos discos tenues de metal, o por la alteracin que experimenta una columna capilar de mercurio.

Este es un instrumento de medida creado por Elster y Geitel que sirve para la deteccin y medicin de las variaciones de las corrientes subterrneas que traspasan es subsuelo terrestre a poca profundidad de la superficie.

Electrmetro Pasco (ES-9054B): Voltmetro de gran resistencia interna ( ); apto para mediciones electrostticas de tensin. Mxima tensin admisible 100v.

Uso del Electrmetro Ajuste de cero.-Poner Funtion en posicin 3 y girar la perilla inferior a zero Lock.-Encienda (Power On).-Ajustar de cero con la perilla zero ADJUST Inicio de Medicin.-Colocar la perilla FUNTION en mximo alcance.-Conectar la punta de prueba en INPUT-Conectar GND del electrmetro al GND de la fuente de alimentacin.-Colocar FUNTION en el alcance cuyo valor sea el correspondiente a la experiencia.-Colocar la perilla en PUSH TO ZERO y realizar la medicin

3.) Por qu cree que existe una diferencia de potencial entre el cubo y el blindaje solamente mientras que el objeto cargado est adentro?

Se mantiene esta diferencia de potencial puesto que el blindaje se encuentra aterrizado, es decir, el potencial en este punto es cero, mientras que el cubo se carga con el objeto que se introduce dentro de este. PROCEDIMIENTO.PARTE I. CARGANDO POR INDUCCIN Y CARGANDO POR CONTACTO.PARTE II. CONSERVACIN DE LA CARGA.PARTE III: DISTRIBUCIN DE CARGA

ANLISIS DE DATOS.

1.) Realice un grfico del promedio de la carga superficial vs Potencial.

2.) Analice los resultados grficos.

Analizando la grafica nos podemos dar cuenta que la relacin entre la carga superficial y la potencial es linealmente proporcional ya que sus graficas da como resultado casi una lnea recta.Esto significa que si una de ellas aumenta la otra tambin lo hace (a mayor voltaje, mayor carga y viceversa)

PREGUNTAS DE CONTROL

PARTE I. CARGANDO POR INDUCCIN Y CARGANDO POR CONTACTO.

1.) Han quedado algunas cargas remanentes sobre ellas?

Si han quedado cargas remantes, ya que si algunos de los cuerpos despus de un tiempo se colocan en la jaula de Faraday el electrmetro marca cierta carga y esta carga era la que estaba en el objeto.

2.) Porqu hay ahora una diferencia de potenciales permanentes entre el cubo de hielo y el blindaje? De dnde provino la carga en el cubo de hielo?

Como en este punto hicimos contacto con la Jaula de Faraday esta quedo cargada completamente ya que el objeto le paso su carga por conduccin, y la carga del cubo provino de hacer contacto directo entre el objeto y este.

PARTE II. CONSERVACIN DE LA CARGA.

1. Cul es la relacin entre las magnitudes de la carga? Cul es la relacin entre la polaridad de las cargas? Se conserva la carga en la demostracin?

-La relacin entre las magnitudes de la carga es cero.-La relacin entre la polaridad de la carga es que un objeto quedo con carga positiva y la otra con carga negativa, la paleta blanca y la paleta azul respectivamente.-si se conservan las cargas en la demostracin ya que el electrmetro arrojaba aproximadamente los mismos valores que al principio, pero no eran iguales por errores aleatorios tales como error ambiental.

2. Utilizando la magnitud y la polaridad de las mediciones, comente sobre la conservacin de la carga.

En la primera parte del laboratorio nos dimos cuenta que la magnitud de la barra azul es de 1.6 en promedio y su polaridad es negativa, con la blanca la polaridad es positiva y su magnitud es de 0.9 aproximadamente.

En la segunda parte del laboratorio nos dimos cuenta que solo variaron entre 0.83 y 0.33 negativas y positivas respectivamente.

PARTE III: DISTRIBUCIN DE CARGA

1. Cmo se distribuye la carga en una esfera conductora?

Se distribuye de carga positiva a carga negativa y adems se distribuye uniformemente en la esfera

CONCLUSIONPara concluir este experimento, la ley de conservacin de la carga es vlida experimentalmente ya que no importa de que forma midamos la magnitud y la polaridad de ciertos objetos siempre nos va a dar promediamente lo mismo porque aqu juega un papel importante la aleatoriedad del sistema fsico.De igual manera podemos concluir que la carga potencial es directamente proporcional a la carga del objeto ya que si aumenta una la otra aumenta proporcionalmente en cierta escalaPor ltimo podemos concluir que las esferas utilizadas en el experimento son elementos dielctricos, es decir una parte de la esfera difiere de la otra en carga y polaridad.