laboratorio f electrostaticos

7/24/2019 Laboratorio F electrostaticos

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Universidad Nacional de Colombia. Cano, Surez, Galvis, Avella, Bautista. Fenmenos

Electrostticos

FENOMENOS ELECTROSTATICOS

Avella Daniel, Bautista Santiago, Cano Daniel, Galvis Gioovany, Suarez Daniela.

{dsavellac, sbautistam, dccanob, eggalvisr, ldsuarezw } @unal.edu.co

Universidad acional De Colombia.

Resumen

A lo largo de la !resente !ractica e"!erimental titulada #$en%menos &lectrost'ticos(, se

estudiaron los e)ectos mutuos *ue se !roducen entre dos cuer!os como consecuencia de

su carga el+ctrica con el )in de asimilar la e"istencia de dos ti!os de cargas as como los

!rocesos de inducci%n y conducci%n- de la misma manera, se com!rendi% el uso de

dis!ositivos como el electr%)oro y el electrosco!io, y las di)erencias entre los materiales

aislantes y conductores.

Palabras clave: &lectrost'tica, Carga, &lectr%)oro, &lectrosco!io, nducci%n, Conducci%n.

Abstract

/0roug0out t0is e"!erimental !ractice entitled 1&lectrostatic 20enomena1, mutual e))ects

occurring between two bodies as a result o) electrical c0arge were studied in order to

assimilate t0e e"istence o) two ty!es o) electric c0arges as well as t0e !rocess o) induction

and conduction- in t0e same way, t0e use o) devices suc0 as electrosco!e and

electrometer, and t0e di))erences between t0e isolating materials and conductors materialswas understood.

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Electrostticos

Key wr!s: &lectrostatic, &lectric C0arge, &lectrometer, &lectrosco!e, nduction,

Conduction

"# Intr!ucc$%n

3a electrost'tica es la rama de la )sica

*ue estudia los )en%menos !roducidos

!or distribuciones de cargas el+ctricas,

esto es, el cam!o electrost'tico de un

Cuer!o *ue est' totalmente cargado.

4ist%ricamente, la electrost'tica )ue la

rama del electromagnetismo *ue !rimero

se desarroll%. Con la !ostulaci%n de la

3ey de Coulomb )ue descrita y utilizada

en e"!erimentos de laboratorio a !artir

del siglo 56, y ya en la segunda mitad

del siglo 55 las leyes de 7a"well

concluyeron de)initivamente su estudio y

e"!licaci%n, y !ermitieron demostrar

c%mo las leyes de la electrost'tica y las

leyes *ue gobiernan los )en%menos

magn+ticos !ueden ser estudiadas en el

mismo marco te%rico denominado

electromagnetismo. &"isten varios

)en%menos electrost'ticos, entre los

cuales esta8 &lectrizaci%n, carga

el+ctrica, 2rinci!io de conservaci%n y

cubanizaci%n de la carga.

/eniendo en cuenta las e"!eriencias

!r'cticas *ue tuvieron diversos

investigadores a lo largo de la 0istoria

con res!ecto a los )en%menoselectrost'ticos, se de)ini% como uno de

los )ines de esta !r'ctica, la tarea de

evidenciar la e"istencia de la carga

el+ctrica y los )en%menos b'sicos de la

electroest'tica. De la misma )orma, se

llev% acabo la observaci%n de algunos

)en%menos de la electricidad est'tica,

!ara luego deducir la e"istencia de dos

ti!os de carga 92ositiva y egativa:.

Asimismo conocer los di)erentes

m+todos de electrizaci%n con ayuda de

dis!ositivos tales como el electr%)oro y el

electrosco!io.


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Electrostticos

MARCO TE'RICO:

3a materia est' con)ormada !or 'tomos

*ue a su vez est'n )ormados de !rotones

y neutrones en su n;cleo y electrones

orbitando al rededor del n;cleo. 3os

!rotones tienen carga el+ctrica !ositiva,

los electrones carga el+ctrica negativa ylos neutrones carga neutra. &l valor de la

carga de los !rotones y electrones es la

misma.

3os s%lidos !or lo general tienen carga

el+ctrica neutra, debido a *ue tienen

igual n;mero de electrones y de

!rotones, !ero esto !uede variar si dos

ob


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Electrostticos

aislado se le acerca un cuer!o con carga

el+ctrica. &sto sucede debido a *ue al

acercar el cuer!o, las cargas de signo

contrario !resentes en el cuer!o neutro

se dirigen 0acia el lado en el *ue est'm's cerca el cuer!o cargado 9!or

atracci%n electrost'tica:, y las cargas de

igual signo a la carga del ob


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Electrostticos

3. Desarrollo experimental

"# Car(a )r *rtac$%n

1.1. Se frota una lmina de

plexigls con un pao

E

1.2. Al cargar frotar la lmina

con el pao el plexigls queda

cargado positivamente

FE

1.3. Acercamos el electrforo a

la lmina y se logra polarizar el

electrforo, conectamos el

sistema a tierra y luego

separamos el electrforo delplexigls

E

1.4. Acercamos el electrforo

al electroscopio

HE

1.5. Descargamos el

electrforo conectndolo a tierra

IE

1.6. argar el electrforo

mediante la frotacin de una

lmina de acetato

#


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Electrostticos

JE

1.7. Acercar electrforo al

electroscopio para cargarlo

=KE

1.!. Acercar el electroscopio cargado con

la lmina al electrforo cargado con

plexigls

"11#

Car(a )r $n!ucc$%n

$.1. Acercar un o%&eto cargado y

conecte el electroscopio a tierra

"1$#

+# Frtar !s t$ras !e acetat

=E

,# t$em) !e !escar(a !e unelectrsc)$

=E

-# Car(a !e electrsc)$ y lue(acer.ue *ue(

$


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Electrostticos

=FE

,# Resulta!s

&l e"!erimento de )en%menos

electrost'ticos se bas% en la gua de

laboratorio de la Universidad acional de

Colombia y el De!artamento de $sica,

realizador !or &dgar Bautista y 7arina

Lrtiz.

A continuaci%n se !resentan los

resultados !ara los cinco !rocedimientos

!ro!uestos en la gua.

Procedimiento 1.

a: Se genera carga !or medio de la

)ricci%n, )rotando con una

su!er)icie aislante, el signo de la

carga ad*uirido !or el electr%)oro

de!ende de la naturaleza de la

su!er)icie con la *ue es )rotado.Cuando se )rota con !le"igl's

este ad*uiere carga negativa, al

acercarlo al electrosco!io se

!uede com!robar *ue el

instrumento est' cargado.

b: 3a carga inicial del electrosco!io

es neutra, al acercarle el

electr%)oro ad*uieren la mismacarga, negativa. &sto se observa

al ver *ue las l'minas de las *ue

est' com!uesta el electrosco!io

se se!aran al tener la misma

carga. Mueda as com!robado el

)en%meno de re!ulsi%n entre

cargas iguales.

c: 3a )rotaci%n )ue usada tambi+n

!ara cargar el electr%)oro con el

acetato, es decir )rotando la 0o


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Electrostticos

*ue *ueda cargado al observar

como las l'minas *uedan

se!aradas.

Procedimiento 3a: &l m+todo de )ricci%n !ara dos

tiras de acetato cargados con un

!aNo nos de


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Electrostticos

-# An/l$s$s#

Prce!$m$ent "#

3a carga es generada a !artir de una

su!er)icie aislante, el com!ortamiento de

las l'minas utilizadas es similar aun*ue

la carga *ue obtiene el material de!ende

de algunas convenciones y de la

naturaleza del material, 3as cargas

negativas de la l'mina de !l'stico se

!ierden y *ueda as cargada

!ositivamente.

Acercamos entonces el electr%)oro al

!le"igl's 0asta !onerlo en contacto con

ella. &n ese momento las cargas de la

su!er)icie de la l'mina reordenan la

carga del disco met'lico8 atraen a las

cargas negativas y re!elen a las

!ositivas, *uedando las !ositivas !orarriba. Al tocar con la tierra el electr%)oro,

atra!amos todas las cargas !ositivas y el

electr%)oro *ueda cargado

negativamente.

&l !roceso inverso ocurre !ara el

acetato.

&ncontrar la cantidad de carga *ue

obtiene el electrosco!io sera !osible

gracias a la se!araci%n de las l'minas y

la 3ey de Coulomb, esto no )ue !osible

!ara nuestro caso ya *ue elelectrosco!io se encuentra aislado y no

)ue !osible medir la distancia ni las

masas de cada una de las l'minas

Prce!$m$ent

Al estar el electrosco!io descargado la

l'mina de oro no est' se!arada de la

varilla met'lica al acercar la barra )rotada

9sin tocar el electrosco!io: se distribuyenlas cargas en el electrosco!io ale


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Electrostticos

!ara el caso de la in)erior est' se carga

con el signo contrario debido a *ue la

!rimera l'mina de acetato 0ace *ue los

electrones se orienten y ayude a

mantener una carga electrost'tica *uetenga e*uilibrio con la !rimera l'mina.

Prce!$m$ent ,

&l electrosco!io en !rinci!io no debera

descargarse, ya *ue la ley de la

conservaci%n de la carga establece *ue

las cargas en un sistema aislado

!ermanecen constantes.

2ero al contrario de la anunciado en esta

ley, las l'minas del electrosco!io logran

acercarse un !oco entre ellas, acudimos

a la de)inici%n de variables e"ternas al

e"!erimento !ara e"!licar lo sucedido

!ara este caso, ya *ue a !esar de estar

com!letamente cerrado el sistema del

electrosco!io !uede considerarse un

sistema cerrado !ero no asilado, lo cual

!uede ser una de las razones !or las *ue

al cabo de tres minutos se logra ver

como lentamente se descarga elelectrosco!io, aun*ue esta descarga sea

!arcial y no com!leta.

Prce!$m$ent -

Al acercar la llama al electrosco!io este

su)re una descarga, ya *ue en un

ambiente seco los electrones tienen m's

)acilidad !ara moverse.

3a mayora de los cuer!os en la

naturaleza son conductores y la llama no

es la e"ce!ci%n, la descarga del

electrosco!io !or e)ecto del )uego )ue

bastante r'!ida y e)iciente.

6. Conclusiones

&l !roceso de )ricci%n !ermite *ue un

material ad*uiera cierta carga

electrost'tica. Durante la realizaci%n dellaboratorio se utilizaron varios !aNos de

distinta tela, ninguno de los cuales

!rovoc% el mismo resultado *ue los otros

!aNos- !or lo tanto vemos *ue al )rotar

una su!er)icie con otra de!ender' de los

materiales de estas su!er)icies el ti!o y

la intensidad de la carga electrost'tica

generada.

3a conductividad es una !ro!iedad de

ciertos materiales 9entre ellos, todos los

metales: *ue le !ermite al material

distribuir y e*uilibrar la9s: carga9s:

electrost'tica9s: a lo largo de todo el

material.

Debido al alto grado de conductividad de

los metales )ue !osible cargar una !ieza

met'lica !or inducci%n al acercarse a

otra ya cargada y !osteriormente

conectar el lado o!uesto de la !ieza a

tierra- de esta manera la !ieza de metal

se !olariza a!untando 0acia la !ieza yacargada la carga o!uesta a esta y, al

conectar a tierra el lado o!uesto, toda la

!ieza *ueda con el mismo ti!o de carga,

*ue es la o!uesta a a*uella de la !ieza

*ue se utiliz% !ara cargarla. &s decir, si

una !ieza de metal es cargada con otra

cargada !ositivamente, la !rimera !ieza

*uedar' cargada negativamente y

viceversa. &ste )en%meno de

!olarizaci%n de cargas es el mismo *ue

ocurre en el caso de las dos l'minas de

acetato, *ue al estar en contacto una con

otra, se !olarizan como si 0icieran !arte

de un mismo cuer!o.

Al cargar !or inducci%n se !udo observar

*ue sin im!ortar el ti!o de carga *ue se

est+ traba


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Electrostticos

estudiar como un )lu


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Electrostticos

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est'tica( en8 &l universo mec'nico

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