Electricidad
Enviado por Jeffrey RiveraCastillo • 29 de Septiembre de 2015 • Informes • 1.729 Palabras (7 Páginas) • 173 Visitas
Electroestática: Campo Eléctrico
Introducción
En la actualidad, nuestra vida depende de la energía eléctrica, mientras que hace una lámpara. Sin embargo, aunque el uso generalizado de la electricidad es reciente, su estudio tiene una larga historia que comienza mucho antes de que apareciese la primera lámpara eléctrica. Las primeras observaciones de la atracción eléctrica fueron realizadas por los antiguos griegos. Estos observaron que al frotar el ámbar, este atraía pequeños objetos como pajitas y plumas.
En este informe se podrá experimentar con la electrostática, que trata de cargas eléctricas en reposo. Después de introducir el concepto de carga eléctrica, se analizara brevemente el concepto de conductores y aislantes y la forma de que un conductor puede adquirir una carga.
- Fundamento Teórico
Ley de Coulomb: La fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra que está dirigida a lo largo de la línea que la une. La fuerza varia inversamente con el cuadrado de la distancia que separa las cargas y es proporcional al producto de las mismas. Es repulsiva si las cargas tienen el mismo signo y atractiva si las cargas tienen el mismo signo.
[pic 3]
Campo Vectorial: El campo eléctrico es un vector que describe la condición en el espacio creada por el sistema de cargas puntuales. Desplazando la carga testigo de un punto a otro, podemos determinar en todos los puntos del espacio (excepto el ocupado por una carga ). El campo eléctrico es, por lo tanto una función vectorial de la posición.[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]
[pic 8]
Objetivos
- Medir la cantidad de carga en las personas.
- Separar y compartir cargas usando diferentes materiales.
Competencia
Reconocer los efectos de las cargas eléctricas en los fenómenos físicos de la naturaleza y tecnología.
Equipos, materiales y otros
No | Descripción |
1 | Recipiente de Faraday |
2 | Rejilla de metal |
3 | Base metálica de tierra |
4 | Separador de carga |
5 | Conductores de tierra |
6 | Varillas de PVC (plomo) y Nylon (Blanca) |
7 | Esferas conductivas |
8 | Fuente de alto voltaje electrostático |
9 | Terminal de voltaje |
10 | Interface de comunicación |
Orientaciones de Seguridad en el Taller
- Respete las recomendaciones del docente y las indicadas en carteles de señalización.
- Use zapatos de seguridad.
- Utilice las herramientas y equipos de acuerdo a las recomendaciones.
- Respete las recomendaciones para el uso del ambiente (leer apéndice)
Experimentos
- Determinación de la cantidad de carga del cuerpo humano
En esta experiencia armará el módulo de medición (pasos 1, 2 y 3) y luego medirá la carga eléctrica del cuerpo humano, siguiendo las siguientes instrucciones:
- Conecte el conductor negro del sensor de carga a la base metálica de tierra.
- Conecte el conductor rojo al recipiente de Faraday.
- Conecte un conductor de tierra entre la jaula y la base metálica.
[pic 9]
Figura 2 Conexiones para la medición de carga
- Descargar el sistema presionando el botón de reset del sensor.
- No use la correa de tierra (color azul) en su brazo, porque el propósito de esta experiencia es medir la cantidad de carga de su cuerpo.
- Arrastre sus zapatos sobre el piso varias veces sin tocar nada durante 20 segundos. Inserte un dedo dentro del recipiente de Faraday sin tocar el vaso metálico. Mida este valor:
[pic 10]
Figura 3 Medición de carga del cuerpo humano.
-0.28nC |
- Retire su dedo del recipiente de Faraday, ahora mida nuevamente el valor:
-0.19nC |
- Explique lo ocurrido.
Al arrastrar los pies contra el piso, el cuerpo se carga con electrones, por lo tanto al acercar el dedo al cilindro metálico el cuerpo trasmite los electrones generando una variación de carga, que se puede apreciar con un pico máximo y mínimo siendo la resta de ambos la carga del cuerpo, y vario dependiendo de cada persona porque cada cuerpo Este fenómeno es llamado inducción de carga. |
- Repita los pasos 4, 5, y 6.
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[pic 12]
- Toque ligeramente con un dedo dentro del recipiente de Faraday. Mida ahora el valor:
-3.23Nc ,-13,18nC ,-5,64nC |
- Retire su dedo del recipiente de Faraday, ahora mida el valor:
-3.23Nc ,-13,18nC ,-5,64nC |
- Explique lo ocurrido.
Al tocar el cilindro después de haber cargado tu cuerpo, se transfiere los electrones al cilindro por lo tanto la carga del cilindro cambia y se mantiene. |
- Repita el la experiencia con todos los estudiantes del grupo.
[pic 13]
- Separación de cargas usando diferentes materiales
A continuación se utilizará diferentes materiales tales como: paño de Lana, barras de nylon y PVC para medir la carga generada al frotarlos. Siga los siguientes pasos:
- Arme el módulo de medición.
- Colóquese la correa de tierra a su muñeca.
- Descargar el sistema presionando el botón de reset del sensor.
- Doblar el paño de lana o de vinil a la mitad, la parte superior de estos dobles servirá para frotar las diferentes varillas.
- Frote la varilla de Nylon Blanca sobre el dobles del paso 4.
[pic 14]
Figura 4 Frotando la varilla de PVC
- Inserte la varilla dentro del recipiente de Faraday sin tocarlo. Mida el valor de carga y su signo.
-7,96nC |
- Luego coloque el paño y la varilla de Nylon en la base metálica de tierra para descargarlos.
- Frote la varilla de PVC Plomo sobre el dobles del paso 6.
- Descargar el sistema presionando el botón de reset del sensor.
- Inserte la varilla dentro del recipiente de Faraday sin tocarlo. Mida el valor de carga y su signo.
+0.48nc |
[pic 15]
- Explique lo ocurrido.
La varilla de PVC, al frotarlo con el paño se carga negativamente, y al acercar al cilindro este induce electrones, dando unos valores de carga máxima y mínima que al restarlos se obtiene la cargo de la varilla de PVC (plomo) siendo esta negativa ya que este materia está más dispuesto a dar electrones, mientras la varilla de Nylon (blanca) muestra una carga de cuerpo positiva ya que este material esta mas dispuesto a recibir electrones. El del PVC es mejor conductor que la varilla de Nylon. |
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