FENOMENOS ELECTROSTATICOS

En este laboratorio utilizamos varios materiales como un electroscopio, piel de conejo, seda, paño, barra de metal, barra de vidrio y una barra de plástico; con el fin de comprobar que solo existen dos tipos de carga eléctrica y asi determinar su comportamiento como una función de la cantidad de frotamiento y separación de los respectivos cuerpos cargados.

OBJETIVOS:

- Redescubrir la naturaleza de la carga eléctrica para entender la base de los procesos eléctricos y electrónicos.

- Comprobar que todo cuerpo esta inicialmente en un estado neutro y debido al frotamiento adquiere una carga eléctrica.

- Detectar en un cuerpo la presencia de una carga eléctrica- Distinguir los materiales aislantes de los conductores- Cargar objetos por conducción e inducción

PREGUNTAS:

4.1. Concepto de carga eléctrica

4.1.1. Frote la barra de plástico con piel de conejo y acérquela a pequeños trozos de papel . Observe y describa el fenómeno presentado. Utilice también paños y seda para frotar la barra del plástico. Haga un análisis de la intensidad del efecto con relación a la cantidad de frotación y a la separación entre la barra y los tozos de papel.

Notamos que cuando frotamos el plástico con la piel de conejo y los acercamos a los papelitos se pegaban mucho pero también se repelían como si fuera mucha la carga que hubiera esto se debe a que al frotar la piel de conejo los electrones de esta se excitan y al haber una excitación de estos y el contacto con la barra de plástico se pasan a esta por contacto es decir cuando se frotan estos dos cuerpos uno de ellos cede electrones al otro y por esta razón uno queda cargado positivamente y el otro negativamente, por esta misma razón también se repelen los papelitos ya que algunos de ellos quedan cargados con la misma carga que la barra de plastico. Diremos entonces que 'un cuerpo está cargado positivamente cuando ha perdido electrones y negativamente cuando ha captado electrones”. El movimiento de los electrones libres de los átomos de un cuerpo se hace en cualquier dirección y por eso en el cuerpo neutro no hay ganancia ni perdida de electrones. En cambio, cuando en el mismo cuerpo los electrones se desplazan en un sentido determinado de puntos en que hay un exceso de electrones a puntos en que hay un déficit de ellos, se produce una 'corriente eléctrica'.

4.1.2. Repita lo anterior utilizando barras de metal y vidrio. Observe y describa el fenómeno presentado. Existen diferencias en el comportamiento del plástico y el metal? , a que se debe?

Si se frota una barra de vidrio o de plástico con un trozo de seda, este se carga positivamente. La seda tiene más afinidad por los electrones que la barra de vidrio o de plástico. Con el frotamiento llevado a cabo, los electrones se desprenden de la barra y son traspasados a la seda.

A pesar de que cargamos el metal frotándolo con las telas diferentes, al acercarlo al papel no pasa nada tal vez esto es porque es más difícil cargar el metal. Aunque sabemos que en un material aislante la carga se queda donde se ponga pero en un conductor como el metal la carga se extiende, porque sostienen electrones de conducción, ya que hay iones y en un material conductor los electrones pasan de un atomo a otro fácilmente, se puede decir que son un conjunto de iones cargados positivamente.

4.1.3. Frote la barra de plástico y deje que algunos trozos de papel se adhieran a ella. Toque la barra de plástico en la región donde se encuentran los papeles. Como se explica lo sucedido?

Cuando cargamos la barra de plástico y se pegaron los papeles y tocamos la barra no sucedia mucho ya que la barra de plástico es algo difícil de descargar, pero con la varilla de vidrio si se pegaron los papelitos y cuando tocamos el vidrio se despegaron, esto sucede porque nosotros estamos en contacto con la tierra que es la gran conductora en si misma, cuando se hace contacto la barra como cualquier otro conductor comparte su carga liberando la mayor parte hacia el cuerpo mas grande, es decir poner a tierra un conductor eléctrico, el conductor(la barra de vidrio) se pone eléctricamente neutro y por esta razón es que se sueltan los papelitos.

4.1.4. Después de frotar la barra de plástico con piel de conejo, colóquela sobre el soporte aislante. Enseguida acerque otra barra de plástico igualmente frotada por el lado que froto la primera barra. ¿Qué sucede? Ahora acérquela por el lado no frotado de la primera barra, ¿Qué sucede? Explique.

Al acercar la otra barra cargada al lado cargado de la primera barra estas se repelen, esto sucede porque los dos están con la misma carga y hace que se rechacen, pero cuando lo acercamos por el lado no cargado la barra cargada que tiene una carga atrae a la carga contraria de la parte NO cargada de la otra barra este efecto se llama carga por inducción que en este caso es el desplazamiento de la carga que se produce en la parte NO cargada de la barra cuando se acerca a la parte cargada de la otra barra.

4.1.5. Repita el procedimiento anterior, pero utilizando dos baras de vidrio y luego dos barras metalicas. ¿Qué sucede? Explique.

Con el vidrio pasa lo mismo que en el procedimiento anterior pero no es tan notorio como con las barras de plástico.

4.2.1. Frote la barra de plástico y acérquela al electroscopio. Observe el comportamiento de la aguja. Porque se deflecta cuando se acerca la barra de plástico?¿que ocurre si se acera y aleja la barra cargada al electroscopio? Explique. Repita el procedimiento anterior con la barra de vidrio. ¿Qué diferencias existen entre estos casos?

Cuando la carga eléctrica que hay en la barra de plástico cargado se lleva cerca del metal del electroscopio la aguja se mueve alejándose de la barra metálica de este. Esto se debe a la carga positiva que tiene la barra de plástico atrae carga negativa del electroscopio en la parte superior porque son cargas contrarias y la parte positiva del electroscopio queda en la parte inferior de este y la aguja queda con el mismo tipo de carga lo que hace que la varilla de metal la repela y por eso esto se levanta y cuando se aleja la carga del electroscopio se reparte de nuevo uniformemente o queda totalmente neutro y por eso vuelve a su estado normal. Vimos que con el vidrio pasaba lo mismo pero la barra de vidrio se descargaba muy rápido asi que solo pudimos notar este efecto de carga por inducción haciendo el procedimiento con la barra de plástico.

4.2.2. Con la barra de plástico, cargue por inducción el electroscopio. Retire primero la mano del electroscopio. Observe el comportamiento de este. Ahora retire primero la barra. Explique lo sucedido.

Realizamos el experimento y notamos que cuando quitamos la barra primero no pasa nada pero cuando quitamos la mano la lamina si se mueve ya que con la mano toda la carga se transmite toda a nosotros que somos su polo a tierra.

4.2.3. Lleve a cabo de nuevo lo indicado en el literal anterior, pero con una barra de vidrio.

Con la barra de vidrio sucede lo mismo pero muy leve ya que es muy difícil cargar el vidrio y también se descarga muy rápido ya que el vidrio es un material aislante es decir que sus electrones están muy ligados al núcleo del electrón y es muy difícil arrancarlos o moverlos del átomo ya que no tiene electrones libres como los metales.

4.3 carga por contacto

4.3.1. Frote la barra de plástico y toque con ella la cabeza metálica del electroscopio. Haga lo mismo con la barra de vidrio. Explique el proceso de carga del electroscopio con la barra de vidrio cargada y luego con la de plástico.

Cuando tocamos la barra de plástico cargada con el extremo superior del electroscopio toda la carga que tiene la barra se trasmite al electroscopio dejándolo uniformemente cargado con la misma carga de la barra de plástico es decir que todos los electrones se pasan al artefacto, es lo que llamamos carga por contacto. Con la barra de vidrio no notamos nada.

Laboratorio de física II

Presentado por Samantha Laguna Bernal

Código: 1030609730

Presentado al profesor Martin Jiménez

Ingeniería Industrial