ELECTRIZACION AUTORES:
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UNIVERSIDAD DEL NORTE NORTE AGOSTO DEL 2008 ABSTRACT
The concept concept of electr electrica icaliz lizati ation on is define defined d as the effec effectt of winnin winning g or losing losing electric charges, usually electrons. Through this report will analyse the different methods to charge an object through an experiment conducted in physics class using appliances such as electrometer which measured the electrical load and the Faraday’s cage which one of its most important features is to isolate an electric field. Key words: power supply, supply, electrons, Faraday’s cage.
RESUMEN El concepto de electrización se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones. Por medio de este informe analizaremos algunos de los diferentes métodos o formas que existen para cargar un cuerpo eléctricamente mediante un experimento realizado en el laboratorio de física electricidad utilizando aparatos tales como electrómetro el cual medirá la carga y la jaul jaula a de Fara Farada day y la cual cual su mayo mayorr cara caract cter erís ístic tica a es aisl aislar ar un camp campo o eléctrico.
Palab Palabras ras claves claves:: eléctricos, jaula de Faraday. Faraday.
Carga Carga eléctr eléctrica ica,,
electr electrone ones, s, conduc conductor tores es
OBJETIVOS: Generales: Tener claro conceptos que serán indispensables para realizar la experiencia tales como: carga carga eléctrica, eléctrica, conductores conductores eléctricos eléctricos,, electróm electrómetro etro y jaula de Faraday. Especifico: Comp Compre rend nder er las las dife difere rent ntes es form formas as que que exis existe ten n para para carga argarr un cuer cuerpo po (especialmente por contacto, por fricción y por inducción).
Ante Antes s de expl explic icar ar la expe experi rien enci cia a real realiz izad ada a en el labo labora rato tori rio, o, cree creemo mos s conveniente dar unos conceptos que son claves para el entendimiento de dicha experiencia y que también ayudaran a comprender la electrostática como parte de la física f ísica electricidad. También También se darán conceptos como electrómetro y jaula de Faraday que son instrumentos útiles para el desarrollo de la experiencia.
Carga eléctrica: La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades fundamentales: •
Cargas iguales se repelen.
•
Cargas distintas se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).
Conductor eléctrico: Un conductor eléctrico Es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permit permiten en el movimi movimient ento o de cargas cargas.. Se llaman llaman conduc conductor tores es eléctr eléctrico icos s a los materiales que puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctr eléctrico icos s son son los metales y sus aleaci aleacione ones. s. Existe Existen n otros otros materi materiale ales, s, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, grafito, las soluciones salinas (p.e. el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cual cualqu quie ierr inst instal alac ació ión n de uso uso domé domést stic ico o o indu indust stria rial, l, el meta metall empl emplea eado do univer universal salmen mente te es el cobre en form forma a de cabl cables es de uno uno o vari varios os hilo hilos. s. Alte Altern rnat ativa ivame ment nte e se empl emplea ea el aluminio, aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliz utiliza a como como conduc conductor tor el oro. oro. En nuestr nuestra a experi experienc encia ia utiliz utilizare aremos mos dos conductores: uno metal y uno no metal.
Electrómetro: El electrómetro es un aparato que se utiliza para determinar el tipo y cantidad de carga en dispositivos que en general almacenan "pequeñas" cantidades de carga eléctrica.
Jaula de Faraday: Una jaula de Faraday es cualquier recubrimiento metálico, bien conectado, con la característica de aislar el campo eléctrico.
PRIMER EXPERIMENTO En nuestra experiencia se utilizaron dos conductores (uno blanco y uno azul) los cuales se frotaran y al ser colocados dentro de la jaula de diferentes formas por medio del programa de Data Studio (sensor de carga) y el electrómetro se vera si el conductor quedo cargado positivamente, positi vamente, negativamente negativamente o neutro. 1) Primero frotamos los cuerpos varias veces e introducimos uno de los
conductores (blanco) en la jaula sin tocarla; luego introducimos el otro conductor. conductor. Al observar la grafica en data Studio nos dimos cuenta de que los dos conductores quedan cargados pero uno con carga negativa y el otro con carga positiva ya que uno le transfiere electrones al otro. Esta forma de cargar un cuerpo se le llama carga por fricción que como su mismo nombre lo indica hay rozamiento entre dos cuerpos (en este caso dos conductores) y uno le transfiere energía al otro). En este caso el blanco quedo cargado positivamente y el azul negativamente, lo que quiere decir que el blanco transfirió energía al azul. 2) En este paso, se dará la electrización por inducción donde el cuerpo
que esta cargado eléctricamente (en este caso el conductor) atrae al cue cuerpo rpo
neutr eutro o.
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esto esto
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previamente frotado a la jaula y después con el dedo tocamos la jaula para neutralizarla momentáneamente. En este se nota que el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro (la jaula) y por lo tanto o atrae. 3) Para Para explic explicar ar la carga carga por contacto contacto se vuelve vuelven n a frotar frotar los conduct conductore ores s azul azul y blan blanco co.. Esta Esta vez vez intr introd oduc ucim imos os el cond conduc ucto torr a la jaul jaula a pero pero poniéndolos en contacto y allí notamos que los dos cuerpos quedan con la misma carga.
SEGUNDO EXPERIMENTO En esta experiencia tomaremos dos esferas metálicas, una conectada a la fuente fuente de voltaj voltaje e electr electrost ostáti ática ca y la otra debe tener tener carga carga neutra neutra (la cual probamos tocándola con un conductor e introduciendo este en la jaula de Faraday) para que de resultado. Al acercar las esferas por lo menos 1 cm. hay una interacción entre las cargas de la esfera neutra con la esfera cargada y nos dimos cuenta que en la esfera neutra hay algunas zonas donde esta cargada positivamente y en otras cargada negativamente (negativamente donde esta recibiendo la carga de la otra esfera y positivamente del otro lado).
Conclusiones: •
Un cuerpo posee carga neutra en su estado natural, pero al ponerse en interacción con algún objeto o ya sea con el mismo medio puede quedar cargado de forma positiva o negativa.
•
Todo cuerpo sin importar su estructura puede generar un campo y por tanto una carga.
•
El suelo esta cargado de forma neutra es por esto que al hacer contacto con el los electrones se transfieren al suelo y el objeto queda sin carga.
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Un cuerpo puede quedar cargado tanto negativa como positivamente, eso depende del objeto con el que esta sometido.
Bibliografía: •
Física experimental Electricidad y magnetismo, Aníbal Mendoza, Luís Ripoll; Juan Miranda Crespo.
