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Informe de Fisica Electromagnetic
LAboratorio de electrostatica
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U n i versi dad de lasAmé rica ri cass, I M F E Área de F ísi ca
INFORME DE LABORATORIO Nº 01
“ELECTROSTÁTICA” 1
Christian Barahona. , 1
Ingeniería Ingeniería Ejecución Informática (Programa Executive).
Resumen:
En este experimento se aprende a reconocer la presencia de cargas y el tipo de las mismas cuando se trabaja con diferente materiales. Se observó el comportamiento con elementos simples y de uso cotidiano tales como plástico, vidrio, papel, ent otros; además se utilizaron instrumentos mas sofisticados para observar el fenómeno de carga y descarga de electrones, como el electroscopio y un electróforo que al provocar un fenómeno físico con los elementos antes mencionados se logro observar distintos fenómenos que se describen en forma detallada mas adelante en este informe; el experimento también contempla trabajar con el elemento H ₂O (agua).
INTRODUCCION
D
ESDE LA ANTIGÜEDAD LOS FENÓMENOS
ELÉCTRICOS han sido observados con mucho interés. Probablemente el ejemplo más citado de la observación de la electricidad como fenómeno es el de la atracción que presentaba una barra de ámbar cuando se frotaba a pequeños objetos como pajitas o plumas. Hoy en día una persona aplica el mismo principio cuando disfruta de la levitación de pequeños pedazos de papel con una regla que también ha sido frotada. Desde hace
cierta cantidad de carga se produce en un objet una cantidad igual del tipo opuesto de carga produce en otro objeto, por ejemplo, cuando u regla de plástico se frota con una toalla de pap el plástico adquiere una carga negativa y la toa adquiere una cantidad igual de carga positiva, l cargas están separadas, pero su suma es cero. [
La magnitud de una carga está ligada a Sign up to vote on this title existencia de las partículas subatómicas cargad Useful Notdesigna useful como (e) y la d de se La carga un protón electrón (- e). “e” se considera la unid fundamental de la carga, y tiene un equivalen
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carga eléctrica neta se puede crear o destruir”.
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Se dice que la electricidad se origina dentro del átomo mismo, se define al átomo como un núcleo lleno de protones (carga positiva) y de neutrones (carga neta igual a cero), rodeado por uno o varios electrones (carga negativa) que debe tener la misma carga eléctrica en magnitud, ya que sus signos son opuestos, mientras los neutrones contienen igual número de electrones y neutrones; hay ocasiones en las que los átomos pueden perder o ganar electrones, por lo que tendrá carga neta positiva o negativa, a estos átomos se les llama iones. Los fenómenos mencionados relativos al flujo de carga nos llevan a pensar en nuevos conceptos,
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
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cuando un material permite transportar la car o no. Todo depende de la naturaleza química d material, en un sólido sólo podrá desplazar carga negativa, mientras que sistemas en fa líquida (acuosa) o gaseosa ambas cargas pued tener un flujo. Los electrones en un sólido podrán mover de acuerdo con la naturale aislante o conductora del material. La gr mayoría de los metales son altamen conductores, debido a los espacios vacíos que encuentran en los niveles transicionales energía por los cuales los electrones pued circular; en un material aislante estos espacios existen. Elementos diseñados específicamen para confirmar la presencia de carga en cuerpo son diseñados en concordancia con los electroscopio. De lo contrario, si se juntan, objeto y el electroscopio tienen signos opuestos
Un electroscopio pierde gradualmente su car debido a la conductividad eléctrica del a comportamiento del electroscopio con diferentes producida por su contenido en iones. Por ello tipos de cargas y aprender a identificarlas. velocidad con la que se carga un electroscopio Primero contamos con los siguientes materiales: presencia de un campo eléctrico o se descar puede ser utilizada para medir la densidad d 1 electroscopio. iones en el aire ambiente. Por este motivo, 1 Esfera de Coulumb papel. You're Reading aelectroscopio Preview se puede utilizar para medir radiación de fondo en presencia de material Aluminio. 1 paño. Unlock full access withradiactivos. a free trial.
EL OBJETIVO DE LA PRÁCTICA fue comprender el
Tubo/Vara de PVC. Tubo/Vara de Vidrio.
El primer electroscopio conocido, el versoriu
Download With Free Trial un electroscopio pivotante de hojuelas de or fue inventado por William Gilbert en 1600.
Electroscopio.[1] El electroscopio (Figura 1) es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está cargado eléctricamente.
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El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior
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que las cargas se distribuyen en la superficie de l a esfera.
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Luego se realiza el mismo experimen pero esta vez con el Vidrio, se frota vidrio con un paño para “cargarl (esperando que la carga sea positiv según la información en las gu suministrada) y ver el comportamien frente a los elementos como Pap Laminas de aluminio, agua.
3)
Ahora se utiliza el Electroscopio, para cual se realiza el mismo procedimient frotar el PVC con un paño y acercarlo instrumento para ver sus efecto (Figura 6)
Figura 2. Esfera de Coulomb.
En el laboratorio se realizaron los siguientes procedimientos 1) Frotar el tubo de PVC con un paño para Reading a Preview “cargarlo” (esperando que la You're carga sea Figura 6, experimentando con el Electroscopio positiva, según la información en las Unlock full access with a free trial. guía suministrada) y ver el 4) Por último se trabajo con La Esfera comportamiento frente a los elementos Coulomb, en la cual se verificar como Papel (Figura 3), Laminas de With Free Trial Download fenómenos de descarga eléctrica, c aluminio (Figura 4), agua (Figura 5). un Tubo Fluorescente (Figura 7) , un cuerdas y/o el pelo (Figura 8) , y propia esfera acercándole un me (Figura 9).
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Figura 3, El PVC atrae el papel
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Para el caso de la Esfera de Coulom tomando las precauciones necesarias visualizan efectos que parecerí mágicos pero son científicamen comprobables, ya que un cuer cargado con energía positiva y otro q no tenga cara se traspasa la energ entre ellos, es así como el Tu Fluorescente se enciende, el pelo eleva y al aproximar un metal provo chispazos de alto voltaje.
Figura 8, experimentando con cuerdas y/o Pelo.
Pero a partir de estos resultados surgen vari preguntas, tales como las mencionadas continuación.
¿Por que un cuerpo cargado atrae un trozo papel (neutro)?
Esto sucede por que cuando un cuerpo es cargado electrostáticamente lo que se produc como se vio anteriormente, es un desequilibr Figura 9, experimentando Metal. en la superficie del mismo y la forma de disipa es perder o ganar los electrones que fuero PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL movidos de dicha superficie, es decir se crea LOS RESULTADOS OBTENIDOS fueron los exceso o un defecto de electrones, esto gene explicados por el profesor en la clase, en la cual la un gradiente de tipo eléctrico y hace que otr descarga de electrones de un objeto provoca una You're Reading asuperficies Preview orienten sus electrones y qued reacción con otro objeto, tal es el caso de PVC parcialmente cargadas, así cuando se acerca con Papel, al verse uno con menos cantidad de cargado positivamente a una hoja Unlock full access withobjeto a free trial. neutrones respecto al otro, se produce un papel este orienta sus electrones hacia el obje fenómeno electroestático que esta dentro del lo que origina una carga electrostática negativa Trialuna atracción entre los dos objeto aprendizaje de esta unidad, esa siDownload que se With Free por ello concluye que: Cuando la carga se origina como se ha descr sin importar cual sea el signo del objeto cargad el segundo objeto siempre optará por una car a) Para el caso PVC v/s Papel, este se atrae, debido a que a uno le faltan electrones de signo contrario, razón por la que dich para estar equilibrados por tanto se objetos siempre se atraen. compensan entre si. Sign up to vote on this title b) Para el caso PVC v/s aluminio, este se ¿Es posible cargar un cuerpo metálico por Useful Not useful atrae, debido a que a uno le faltan método de frotamiento? electrones para estar equilibrados por El proceso de cargar un cuerpo por rozamien tanto se compensan entre si. esta ampliamente limitado por la capacidad d
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¿En que fenómenos de la vida cotidiana observamos electricidad estática?, Si estos fenómenos son molestos ¿Cómo podrían evitarse?
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tendrán una mayor dificultad para moverse través del aire, lo que eventualmente produc un arco que indica flujo de electrones a través d una trayectoria definida por las partícu ionizadas en el aire, cuando hay agua presente el ambiente dicho arco no se producirá, debido que los electrones se moverán aleatoriamen entre las partículas de agua.
Normalmente el ser humano se encuentra en presencia de un gran número de fenómenos electrostáticos, originados principalmente por fricción, ejemplo de ellos son las pequeñas cargas originadas por el peine al pasar por el Conclusiones cabello, o por caminar en una alfombra usando zapatos de goma, también se originan cargas 1. Un material con carga neutra pue electrostáticas en la mayoría de aparatos adquirir o no una carga neta positiva eléctricos de uso doméstico, ejemplo de ello son negativa dependiendo del mater las pantallas, que se cargan después de ser frotado. usadas durante un intervalo de tiempo; todos 2. Un objeto cargado negativamen estos son fenómenos de pequeña magnitud que cargará positivamente a otro si lo ha pasan casi desapercibidos pero hay otros en los por inducción, así un objeto carga que la electricidad estática es mucho más positivamente, lo carga apreciable e importante, por ejemplo muchas negativamente. En general, si se car fotocopiadoras e impresoras láser funcionan un objeto por inducción, éste queda gracias a la electricidad estática [4] originada por cargado con el signo contrario del obje un rayo de luz sobre un tambor fotosensible y la que lo está cargando. carga electrostática es usada para fijar el polvo de 3. Partículas con el mismo signo de car impresión al papel, Cuando un auto viaja a alta tenderán a repelerse. Se puede observ velocidad a través de aire seco su superficie lo anterior cuando al cargar exterior también adquiere una carga You're Reading a Preview electroscopio aparecía un ángulo ent electrostática considerable, de igual manera las las láminas estática y móvil, ya q tormentas eléctricas son producidas por cargas Unlock full access with a free trial. ambas quedaban cargadas con el mism electrostáticas en las nubes que interactúan con la tierra ionizando el aire y produciendo una gran signo. Download With Free4.Trial chispa. Partículas de signo contrario tenderán Actualmente existen en el mercado pequeños atraerse. Lo anterior se observa cuan dispositivos que permiten eliminar [5] las cargas luego de cargar al electroscopio se electrostáticas que constan de un pequeño acercaba un objeto con carga de sig conductor que eventualmente disipa las cargas, a contrario y se observaba u demás se pueden tomar otras precauciones para disminución en el ángulo entre l evitar cargas electrostáticas, como por ejemplo Sign up to vote on this title láminas. no poner en contacto superficies aislantes, facilidad un cuerpo adquie 5. Useful Notque useful La con humidificar el aire, o simplemente establecer un una carga electrostática depende no só contacto entre el objeto y la tierra. de sus propiedades sino también de l
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