ELECTROSTATICA Briceño. Yobany1, Carreño A. Stiduar 2, Moreno C. Leidy2, Padia !. Lu"2 #undaci$n %ni&er'itaria Internaciona (e Tr$)ico A*ericano #acutad de in+eniera Pro+ra*a in+eniera de ai*ento' Yo)a, Coo*bia
Resumen — En En e'te aboratorio 'e di-erenciaron o' *ateriae' ai'ante' de o' conductore' u'ando co*o -uente de ener+a un +enerador de &an de +raa- e cua e't/ ubicado en a' in'taacione' de aboratorio de -'ica de a -undaci$n uni&er'itaria de tr$)ico a*ericano. Ta )r/ctica 'e e&$ a cabo e*)eando *ateriae' co*o0 barra' de &idrio, de ebonita, /*ina' de &idrio, de *eta y de *adera, con o' cuae' 'e deter*in$ y anai"o e e-ecto )roducido )or a' car+a' en dico' obeto', conociendo ade*/' 'u' caracter'tica' e3ctrica'. e3ctrica'.
Palabras clave — Eectro't/tica, Eectro't/tica, +enerador de &an de +raa-, eectro'co)io, *ateria conductor y ai'ante. Abstract - In ti' aboratory di--ered in'uatin+ *ateria' dri&er' -or ener+y u'in+ a +enerator &an de +raa-, 4ic i' ocated on te )re*i'e' o- te )y'ic' aboratory uni&er'ity -oundation o- te A*erican tro)ic'. Ti' )ractice 4a' carried out u'in+ *ateria' 'uc a' +a'' rod', ebonite, 'eet' o- +a'', *eta and 4ood, 4ic 4a' deter*ined deter*ined and anay"ed anay"ed te e--ect e--ect o- te car+e' on te ite*', be'ide' 5no4in+ 5no4in+ teir eectrica eectrica caracteri'tic'.
Keywords 6 Eectro'tatic, &an de +raa- +enerator, eectro'co)e, conductor *ateria and in'uation.
1. INTRODU ODUCCI CCIÓN Conociendo Conociendo e conce)to conce)to de a eectro't eectro't/tic /ticaa y o' e-ecto e-ecto'' 7ue a' car+a' car+a' e3ctr e3ctrica ica'' )roduc )roducen en en o' o' *ateria *ateriae' e' en'ayado' en'ayado' 'e o+r$ o+r$ deter*in deter*inar ar )or 7u3 a+u a+uno no'' 'on 'on cond conduc ucto tore re', ', 'e*i 'e*ico cond nduc ucto tore re'' o ai'ante' ai'ante' ade*/' ade*/' a atracci$n atracci$n o re)u'i$n re)u'i$n 7ue 'e )roduce entre eo', eo', anai"ando e co*)orta*iento co*)orta*iento de a' car+a' en e'to' *ateriae'.
b/'ica*ente tre' ti)o' de )artcua'0 eectrone', )rotone' y neutrone'. neutrone'. Para Para car+ car+ar ar un obe obeto to 'e )ued )uedee rea reai" i"ar ar de tre' tre' -or*a'0 Por -rota*iento0 'ucede cuando 'e -ricciona •
&aria' &ece' un obeto con otro )erdiendo o +anando eectrone'. •
'in 'in toca tocarr e obe obeto to,, ya 7ue 7ue 'e eer eerce cen n a di'tancia. La 'e)araci$n de car+a' inducida )or a' -uer"a' e3ctrica' e' tran'itoria y de')arece cuando e a+ente re')on'abe 'e aea 'u-iciente*ente de cuer)o neutro.
2. MARCO RCO TEO TEORICO ICO 2.1 . Electrostática: e' a ra*a de a -'ica 7ue e'tudia o' e-ecto' *utuo' 7ue 'e )roducen entre o' cuer)o' co*o con'ecuencia de 'u car+a e3ctrica, e' decir, e e'tudio de a' car+a' e3ctrica' en re)o'o, 'abiendo 7ue a' car+a' )untuae' 'on cuer)o' car+ado' cuya' di*e di*en' n'io ione ne'' 'on 'on de') de')re reci ciab abe e'' -ren -rente te a otra otra'' di*en'ione' de )robe*a. 2.2. Carga eléctrica: e' a )ro)iedad de a *ateria re')on'abe de o' -en$*eno' eectro't/tico', cuyo' e-ec e-ecto to'' a)ar a)arec ecen en en -or* -or*aa de atra atracc ccio ione ne'' y re)u'ione' entre o' cuer)o' 7ue a )o'een. Cuando Cuando un cuer)o cuer)o e't/ e't/ -or*a -or*ado do )or *o3cu *o3cua' a' y e'ta' e't/n -or*ada' )or /to*o'. Lo' /to*o' )o'een
Por inducci$n0 cuando 'e tran'-iere a car+a
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Por conduc conducci$ ci$n0 n0 cuando cuando 'e tran'tran'-ier ieree a car+a tocando e obeto. Con'iderada co*o a con' con'ec ecue uenc ncia ia de un -u -uo o de car+ car+a' a' 1 ne+ati&a' de un cuer)o a otro.
Cuando 'e con'ideran con'ideran do' 2.3. Ley De Coulomb: Cuando cuer cuer)o )o'' car+ car+ad ado' o',, a inte inten' n'id idad ad de a' a' -uer -uer"a "a'' atract atracti&a i&a'' o re)u' re)u'i&a i&a'' 7ue 'e eerce eercen n entre entre 'i e' directa*ente )ro)orciona a )roducto de 'u' car+a' e in&er' in&er'a*e a*ente nte )ro)or )ro)orcio ciona na a cuadra cuadrado do de a' di'tancia' 7ue a' 'e)ara, de)endiendo ade*/' dica -uer"a de a naturae"a de *edio 7ue a' rodea. 1 (ocente -'ica II de a -acutad de in+eniera' de %8ITROPICO 2 E'tudiante de in+eniera de ai*ento' %8ITROPICO %8ITROPICO
'ir&e )ara a detecc detecci$n i$n de a 2.4. Electroscoio: 'ir&e car+a car+a e3ctr e3ctrica ica,, )er*it )er*itee darno' darno' una *edid *edidaa de a cantidad de car+a' e3ctrica' 7ue 'e an tran'*itido o recibido )or inducci$n o conducci$n. 2.5. El generador de !an de "raa#: e' un di')o' di')o'iti iti&o &o 7ue 'e utii utii"a "a )ara )ara +ener +enerar ar )e7ueñ )e7ueña' a' car+a' e3ctrica'. e3ctrica'. 2
3. METODO ODOLOGÍA En e aboratorio 'e reai"aron o' 'i+uiente' )a'o'0 9eri-i7ue e *ateria 7ue 'e ob'er&a en a -i+ura 1en ane:o' #rote a barra de ebonita con a )ie de +ato -i+ura 2 con a barra de ebonita car+ada e3ctrica*ente ac3r7uea a o' )eda"o' de )a)e ue+o car+ue e eectro'co)io )or inducci$n y )or conducci$n con a barra de ebonita car+ada re)it re)itaa e )roced )rocedi*i i*ient ento o con a' boa' boa' de ico)or ico)or co+ada co+ada'' con io' io' de 'eda 'eda y con io' de a+od$n. &er -i+ura ; #rote a barra de &idrio con un )año -i+ura< con a barra de &idrio car+ada e3ctrica*ente, car+ue e eectro'co)io )or inducci$n y )or conducci$n. Coo7ue en -unciona*iento e +enerador de 9an 9an de !raa!raa- y acer7u acer7uee e eectr eectro'c o'co)i o)io o conectando e'te a tierra. #i+ura = •
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Análisis de la tabla $%&: un cuer)o e' ai'ante, conductor o 'e*iconductor de)endiendo de ti)o de car+a 7ue e contiene e 'e*iconductor )er*ite e )a'o de a car+a e3ctrica en un 'oo 'entido y no o )er*iten en e 'entido contrario, e conductor cede y>o recibe car+a' a di-erencia de ai'ante 7ue ni cede ni recibe car+a'. La barra de &idrio a 'er -rotada no 7ueda car+ada )or o tanto no e' conductora, )or o tanto no atrae nin+una )a)e ta cua co*o o *ue'tra en a i*a+en, a i+ua 7ue a tea de a+od$n, a *adera y e ico)or a di-erencia de a barra de ebonita 7ueda car+ada ne+ati&a*ente en un e:tre*o de a barra, 'in e*bar+o e'ta en uno' 'e+undo' 'e de'a)arece ya 7ue e' 'e*iconductor. A acercar a barra de ebonita a +enerador de &an de +raa- e'ta e' car+ada con *ayor ra)ide" 7ue a 'er -rotada ya 7ue e'ta no e' )or ro"a*iento 'i no )or conducci$n y a 'er tocado con e eectro-a+o e'te de*ue'tra 7ue e't/ car+ada. Con a barra de &idrio no 'ucede nada ya 7ue co*o 'e 'e a dico ante' ante' no e' un *ateria conductor 'i no ai'ante. 9er -i+ura ? Y =.
3.1 Análisis De Resultados
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4.
RESULTADOS RESULTADOS
Y
OBJETO
AISLANTE
BARRA (E 9I(RIO BARRA EBO8ITA BALA (E ICOPOR LAMI8 LAMI8A A (E 9I(RIO LAMI8 LAMI8A A (E MA(ERA TELA (E AL!O(O8
SI
ANALISIS
DE
CONDUCTO R
Semiconductor SI SI SI SI
TABLA 1.TABLA (E RES%LTA(OS
<.1.1 In&e'ti+ue cuae' 'on a' )artcua' ee*entae' 7ue 'e encuentra en a *ateria. R>> Se an identi-icado 12 )artcua' )artcua' ee*entae' ee*entae' y = interaccione' co*o o' ee*ento' b/'ico' a )artir de o' cuae' 'e )uede con'truir todo e uni&er'o y a *ateria, incuyendo 'i'te*a' tan co*)eo' co*o o' 'ere' &i&o'. La' La' )artc )artcua ua'' ee*en ee*enta tae' e' 'on o' obeto obeto'' */' 'i*)e' 7ue 'e )ueden concebir. En +enera no tienen )arte' ni 'e )ueden di&idir en co*)onente' */' 'encia', 'in e*bar+o o' e:)eri*ento' de coi'ione' de )artcua' )artcua' a *uy ata' ata' ener+a' ener+a' an re&eado re&eado 7ue a+una' )artcua' 7ue 'e crean 'i*)e' en reaidad 'on co*)ue'ta' @)or ee*)o un )rot$n e'ta eco de 7uar5'. 1 %ARS LEPTO8ES % Eectr$n ( 8eutrino eectr$n eectr$n S Mu$n C 8eutrino *u$n B Tau T 8eutrino tau
TABLA 8D2 PARTIC%LAS ELEME8TALES
ue 'i+ni'i+ni-ica ica un cuer)o cuer)o e3ctr e3ctrica ica*en *ente, te, 3.1.2 ue )o'iti&o, ne+ati&o ne+ati&o y neutroF R>> un cuer)o cuer)o e3ctrica e3ctrica*ente *ente neutro neutro e' a7ue a7ue 7ue contiene a *i'*a cantidad de car+a' ne+ati&a' co*o )o'iti&a' o 7ue re'uta o *i'o co*o 'i no tu&ie'e car+a a+una. %n cuer cuer)o )o 'e car+ car+aa e3c e3ctr tric ica* a*en ente te cuan cuando do ay ay tran'tran'-ere erenci nciaa de ener+ ener+a a con otro', otro', uno de eo' eo' 7ueda car+ado )o'iti&a*ente y otro ne+ati&a*ente. < 3.1. 3.1.3 3 E:)i7ue -'ica*ente a ey couo*b, de do' ee*)o' con 'u' re')ecti&o' e'7ue*a'. R>> E'ta E'ta ey e:)ic e:)icaa a -uer"a -uer"a eectr eectro't o't/ti /tica ca de atracci$n @'i tiene tienen di-erente 'i+no o re)u'i$n @'i tiene tienen n di-er di-erent ente' e' 'i+no' 'i+no' debido debido a a' car+a car+a'' e3ctr e3ctrica ica'' en re)o' re)o'o o de)end de)endien iendo do de 'i+no 'i+no 7ue )o'ean. E'ta -uer"a e' )ro)orciona a a' car+a' e in&e in&er' r'a* a*en ente te )ro) )ro)or orci cion ona a a cuad cuadra rado do de a di'tancia 7ue a' 'e)ara. = In&e'ti+ i+ue ue 7ue e' un *ateri *ateria a conduc conductor tor,, 3.1.4 In&e't 'e*iconductor y ai'ante dando cuatro ee*)o' de cada uno de eo'. R>> SEMI SEMICO CO8(% 8(%CT CTOR0 OR0 E' cuando cuando un cuer)o cuer)o )er*ite e )a'o de a car+a e3ctrica en un 'oo 'entido y no en e otro. CO8(%CT CO8(%CTOR0 OR0 e' cuando cuando cede o recibe recibe car+a' car+a' y 7ueda car+ado e3ctrica*ente con una de ea'. AISLA8TE0 e' cuando ni recibe ni cede car+a' )or o tanto no 7ueda car+ado.< Ee*)o'0 CO8(%CTO R 9aria de ierro Madera &erde Cabe cobre Oro
de
SEMICTR
AISLA8TE
Barra de 'iicio Cauco &ucani"ado
9idrio Madera 'eca Ico)or )/'tico
3.1.5 E:)i7ue -'ica*ente o' re'utado' obtenido' en e )rocedi*iento 1.;.2 y 1.;.< y e'criba cua e' e 'i+no de a car+a de a barra de ebonita y de &idrio. R>> A -rotar a barra de &idrio con a tea de )ie de +ato a barra no cede ni ace)ta eectrone' )or o 7ue a acercara a o' tro"o' de )a)e no 'ucede nada. A di-erencia de a barra de ebonita 7ue e'ta 7ueda car+ada en e e:tre*o )or donde e' -rotada )or uno' in'tante' y cuando 'e acerca a )a)e e'te 'e e&anta uno o do'. Lo 7ue 'ucede en una tran'-erencia de eectrone' debido a a -ricci$n de o' *i'*o' )or o tanto a' car+a' de )año 'e tran'-ieren a a barra de
ebonita a cua 7ueda con un e:ce'o de eectrone' )or o tanto e'ta a 'er u'ada )ara o' )a)ee' 'e e&ant e&antan an a di-er di-erenc encia ia de a barra barra de &idrio &idrio 7ue tran'-iere y 7ueda 'in eectrone'.
5. CON CONCLUSIO SIONES A ter*inar e'te aboratorio 'e )udo concuir 7ue a' car+a' de i+ua 'i+no' 'e re)een y de contrario 'e atraen )or o tanto a 'er -rotada' con e )año 7uedan car+ada' y 'on conductore'. Ade*/' con e +enerador de &an de +raa- 'e car+a *eor a car+a 7ue -rot/ndoa con e )año de )ie de +ato ya 7ue e'te )ierde e e-ecto en uno' 'e+undo'.
6. REFE REFER RENCI NCIAS #eca' de con'uta 11 de a+o'to de 2G1< 1. 2. <. =. ?.
tt)0>>444.&erdu+o.c tt)0>>444. &erdu+o.c>conce)t >conce)to'>conce) o'>conce)to to '>eectro'tatica.)d- Mie Mieni nio o ed educar educar to*o to*o -'i -'ica ca y 7u* 7u*ic icaa )a+ <;?6<;; tt)0>>a'tro&erada.co tt)0>>a't ro&erada.co*>H>Main>TH *>H>Main>TH)articua' )articua' 2.t* 444.a'e'oriainte+ra.c 444.a'e'oriai nte+ra.c !ua !ua'' de abor aborat ator orio io de de)ar de)arta ta*e *ent nto o de -'ica %ni&er'idad unitro)ico -'ica 2 )a+ 1
ANEXOS FIGURA 3 FIGURA 1
FIGURA 4
FIGURA 5
FIGURA 2
FIGURA 6
