DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS ELÉTRICAS EN LOS CONDUCTORES PRÁCTICA No. 2

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DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS ELÉTRICAS EN LOS CONDUCTORES

PRÁCTICA No. 2

EQUIPO 2

2CM4

OBJETIVOS

Que el alumno:

• Determine, empleando un electroscopio, si un cuerpo está cargado, y si está cargado el signo de la carga.
• Verifique que en los conductores, la carga eléctrica se distribuye en la superficie exterior, al realizar las experiencias de Cavendish y Franklin.
• Verifique, mediante el empleo de un electroscopio, que en un conductor hueco, el campo eléctrico es nulo.
• Explique qué sucede con el efecto de puntas al realzar las experiencias de: a) El rehilete electrostático, b) La bujía (flama de una vela), c) El mechón de cabellos.

MATERIALES

1 Generador de Van der Graaff

1 Copa de Faraday

1 Recipiente de plástico con esferas de cripsota

1 Barra de poliesterina

1 Esfera hueca

1 Electrodo de prueba

1 Paño de lana

1Banco aislado

1 Electrodo de prueba con punta

1 Electroscopio

2 Hemisferios de Cavendish

1 Barra de vidrio

1 Rehilete electrostático

1 Mechón de cabellos

1 Paño de seda

1 Vela

Cables de conexión.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

I.-El electroscopio .

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II. La experiencia de Cavendish

 Se montó el dispositivo del arreglo experimental que se muestra en la fotografía

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Se montó la esfera metálica hueca en el soporte aislante y se colocó en el banco aislante. Se conectó a la esfera colectora del Van de Graff por medio del cable de conexión, teniendo cuidado que este no llegase a tocar ningún otro cuerpo, como se muestra en la fotografía. Para cargar la esfera metálica se puso a funcionar el generador a su velocidad mínima durante un minuto aproximadamente y se apagó. Realzado lo anterior,  se desconectó la esfera metálica hueca del generador procurando no tocar con la mano, ni el generador ni la esfera ,con la sonda de prueba se tocó cualquier punto de la superficie de la esfera y con la ayuda del electroscopio se pudo observar que las láminas de aluminio se movieron por tanto la esfera cargo a la zonda

El electroscopio se colocó lo bastante alejado del Van de Graff, para evitar su influencia.

Ahora con los dos hemisferios metálicos descargados, provistos de mangos aisladores, se cubrió la esfera metálica con ellos como se muestra en la fotografía.

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Después de unos segundos se separaron ambos hemisferios y, con la ayuda de sonda de prueba y del electroscopio descargado se determinó si existe carga eléctrica en la esfera y en los hemisferios.

Discusión

¿Cómo obtuvo la esfera hueca, carga eléctrica en este experimento?

Debido al generador este tiene una esfera la cual es cargada por inducción y al conectarse a la esfera este transfiere las cargas a la esfera hueca

¿Cómo la detecto?

Se detectó usando el electroscopio al acercarlo al objeto de prueba

¿Por qué cuando se hace contacto en la superficie de la esfera cargada con la sonda de prueba esta adquiere la carga del punto del contacto?

Por las cargas están distribuidas en toda la superficie de la esfera al acer contacto con la sonda esta carga se transfieren a ella"

¿Por qué podemos considerar en este experimento que el área de contacto entre la esfera y la sonda de prueba permanece constante?

Porque al estar distribuida la carga en toda la superficie en cualquier punto la carga va hacer la misma

Diga si la carga por contacto por la sonda de prueba pasa íntegramente al electroscopio. ¿Cómo haría para que esto sucediera?

No debido a que existe una perdida cuando se atraviesa el electroscopio, si se desea que pase íntegramente, se debería cargar la sonda al mismo tiempo que la esfera, así ambas tendrían la misma carga.

Cuando los hemisferios metálicos cubren la esfera metálica ¿Cuál es la superficie externa del conjunto?

Los hemisferios debido a que allí es donde se adquiere la carga.

Después de haber retirado los hemisferios de la esfera ¿detecto carga eléctrica en la esfera?¿En los hemisferios? 

Se detectó carga en los hemisferios, pero en la esfera no

¿La carga que detecto en los hemisferios metálicos fue del mismo signo que la esfera metálica? Explique cómo podría comprobar lo anterior.

Usando el electroscopio vemos que las láminas se mueven de igualmanera que si estará la esfera

III. Experiencia de Franklin

Para este experimento montamos un arreglo  el cual consistía en conectar el generador Van der Graff y colocar un recipiente de plástico con esfera de cripsote encima del generador.

Al momento de encender el generador estas esferas empezaron a moverse ya que se estaban repeliendo

 En la segunda parte de este punto, al poner el cilindro metálico (cilindro de Faraday) con las esferas conductoras no pasó nada en las esferas de unicel. Lo único que se  escuchaba era como una interferencia en las esferas.

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Discusión.

 ¿Por qué cuando fueron repelidas las esferas conductoras al funcionar el generador cuando estas se encontraban en el recipiente de plástico?
R= Porque aunque existía un aislador entre las esferas y el generador, estas cargas del mismo signo configuran dipolos lo que hace que se repelen.

¿Qué tipo de carga adquieren las esferas conductoras cuando se encontraban en la copa de Faraday y después de hacer funcionar el generador?
R=No existía carga alguna ya que cuando se toca el vaso metálico estas transfirieron su carga.

¿Porque no saltaron las esferas conductoras cuando se cargó la copa de Faraday?
R=Porque la carga en las esferas era contraria a la del generador debido a que la copa de Faraday también es un conductor.

IV.- Pantalla eléctrica

.  Para este experimento colocamos el capuchón al electroscopio

   Después conectamos un cable conductor a la esfera del generador, poniéndolo a trabajar a su más mínima velocidad[pic 14]

DISCUSIÓN:

Comparado con el primer experimento de la práctica ¿A qué atribuye la diferencia?

La diferencia que se nota al comparar los resultados de ambos experimentos es que en el primero existió un movimiento debido al cambio en las cargas de las laminillas del electroscopio.

¿Qué papel juega el capuchón conductor?

Funciona como aislante, ya que impide el paso de las cargas que le son suministradas.

¿Cuál es su conclusión respecto a este experimento?

Para que haya un cambio en las cargas debido a una energía externa a un cuerpo que quiera cambiar este estado, es preciso tener los medios necesarios para lograr el intercambio de electrones. Para esto se debe tener en cuenta que los materiales conductores son muy importantes para que esto ocurra. Así como se vio en ambos experimentos, en donde en uno se notó el cambio inmediatamente. Mientras que en el segundo no hubo cambo alguno ya que el capuchón actuó como aislante.  

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