UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE

Facultad de Ingeniería Laboratorio de Física III

II Periodo de 2015

Lina Maria lievano [Ing Ambiental], Santiago Fajardo [Ing Mecatrónica], Pablo Francisco Obando

Mejia [Ing Ambiental], Esteban García [Ing Electrónica], Elkin Bedoya [Ing Mecatrónica],

Electrostática – La hielera de Faraday

1) ¿La hielera de Faraday recibe carga

hasta un cierto valor límite?

Grafica 1: Carga por Contacto

Grafica 2: Carga por Inducción

El valor límite que recibe la hielera de

Faraday depende del método de

transferencia de la carga, esto se puede ver

reflejado en las gráficas; para la gráfica 1

vemos que es una transferencia de carga por

contacto y depende del sistema al cual se

está cargando y su capacidad de

almacenamiento. Para el método de carga

por inducción el límite es más notorio y

depende exclusivamente de la fuente. Con lo

anterior se puede concluir que la hielera de

Faraday teóricamente tiene un límite que no

se pudo comprobar experimentalmente,

debido a que los productores de carga que se

usaron tenían valores muy pequeños en el

orden de los micro-Coulomb y si se

modificaran los productores de carga sería

más evidente el límite que tiene la jaula. Si se

extrapolan conceptos de la jaula de Faraday

con un condensador se puede observar que

el comportamiento de estos dos es muy

similar y por ende se sabe que tanto lo

condensador como la jaula posee un límite

de almacenamiento.

2. ¿Cuál es el tipo de carga que interviene en

el proceso de contacto del productor blanco

con la malla interna?

Grafica 3: Carga por Contacto

Como se puede observar en la gráfica 3

inicialmente la jaula de Faraday esta neutra y

cuando el productor blanco entra en

contacto la jaula de Faraday queda negativo

por ende productor blanco tiene una carga

negativa, esto se aplica exclusivamente para

transferencia por contacto.

3. Si sobre el domo metálico se le transfiere

20nC. Cuál es la densidad superficial de carga

(radio del domo 12 equivale 7cm). Si se pone

contacto con otra superficie nutra cual es la

densidad superficial.

La densidad superficial de carga se define

como la cantidad de carga eléctrica

distribuida por toda el área de un objeto. En

este caso se analizará sobre una esfera de

radio igual a 7 cm cuya área como

conocemos equivale a:

��� =4���.

Sabiendo que sobre nuestra esfera metálica

se transfiere una cantidad de carga

equivalente a 25 nano coulomb se procede a

utilizar la ecuación de carga superficial por:

Densidaddecarga = Carga

Area������

σ = Q

4πr�

σ = 25nC

4π(7cm)�

Como se sabe que la densidad de carga es

coulomb sobre metros cuadrados se procede

a convertir las unidades dadas a las unidades

correspondientes dando así:

σ = 25x10'(C

4π(0.07m)�

σ = 4.061x10'+ C

m�

Si esta misma carga es transferida entre dos

esferas idénticas entonces su densidad se

reduciría de la siguiente manera:

σ = Q

2(4πr�)

Ya que son dos esferas el valor de la

densidad de carga se reduciría a su mitad,

dando un valor de 2.03-10'+ .

/0 en cada

esfera.