Informe De Electrostatica

Resumen

La electrostática es el punto de partida para el estudio del fenómeno de la electricidad, su control por parte del hombre y además, la base de numerosas aplicaciones científicas y tecnológicas. En la experiencia desarrollada fue posible realizar una serie de experimentos con relación a los diferentes tipos de carga que puede presentar un cuerpo, además, como dos materiales se pueden cargar por frotamiento y como serian sus cargas dependiendo de la naturaleza de su material. Con base en esto se pude establecer de qué forma está cargado dicho cuerpo cuando es sometido a un proceso de fricción, o cuando se produce el efecto que obtienen ciertos cuerpos al ser polarizados gracias a la carga por inducción que ejerce un cuerpo cargado sobre uno neutro, efecto ocasionado por simple repulsión.

Palabras claves: carga eléctrica, polaridad, carga por fricción, carga por frotamiento.

Abstract

Electrostatics is the starting point for the study of the phenomenon of electricity, control by man and also the basis of many scientific and technological applications. The developed experiment could be performed a series of experiments in relation to different types of loads which may have a body, and as both materials can be charged by friction as would their loads depending on the nature of their material. Based on this I could establish how loaded that body when subjected to a process of friction, or when you get the effect that certain bodies to be polarized by induction load exerted on a charged body a neutral , repulsion effect caused by simple.

Keywords: electric charge, polarity, charge by friction, charging by friction.

1. Introducción

La interacción que se presenta entre dos cuerpos que poseen cargas eléctricas es la denominada fuerza electromagnética. Cuando las cargas están en reposo, la interacción entre ellas se denomina fuerza electrostática. Dependiendo del signo de las cargas que interaccionan, la fuerza electrostática puede ser atractiva o repulsiva. Dos cargas positivas se repelen entre si, al igual que dos cargas negativas. Una carga positiva y una negativa se atraen. La interacción entre cargas en movimiento da lugar a los fenómenos magnéticos.

2. Marco Teórico

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que poseen algunas partículas subatómicas. Esta carga puede ser positiva o negativa. La carga eléctrica es discreta, y la unidad elemental de carga es la que porta un electrón. En el Sistema Internacional, la carga del electrón es:

La carga del electrón es una constante física fundamental. El protón tiene la misma cantidad de carga que un electrón pero con signo opuesto.

La carga eléctrica está cuantificada, por lo que, cuando un objeto está cargado, su carga es un múltiplo entero de la carga del electrón.

Ciertos materiales permiten que las cargas eléctricas se muevan con facilidad de una región del material a la otra, mientras que otros no lo hacen. Los conductores permiten el movimiento fácil de las cargas a través de ellos; mientras que los aislantes no lo hacen.

La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo.

Por ello, cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y las del cuerpo neutro. Como resultado de la interacción, la distribución inicial se altera: el cuerpo electrizado provoca el desplazamiento de los electrones libres del cuerpo neutro. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas se carga positivamente y en otras negativamente. Se dice que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado, denominado inductor, induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.

En la carga por fricción, se transfieren electrones por la fricción del contacto de un material con el otro. Aun cuando los electrones más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra.

3. Detalle Experimental

La obtención de resultados precisos en los diferentes ensayos se lograra con la descarga de las varillas de frotación y el vaso de Faraday antes de iniciar cada práctica. Es necesario que al momento de realizar cada medición el multímetro indique una tensión U= 0 V.

Inicialmente, con la intención de conocer como se distribuyen las cargas de un cuerpo cuando está expuesto a un campo en un lugar en especifico (superficie cilíndrica o cónica), se procede a cargar una esfera positivamente con la ayuda de la fuente de voltaje. Una vez que la esfera está cargada se introduce en el vaso de Faraday visualizándose en el multímetro el valor de la carga que en ese momento presenta dicha esfera. El ensayo se realizo posteriormente con la utilización de una superficie cónica. Se anotaron los datos, haciendo en cada superficie cargada cuatro anotaciones más.

Imagen 1. Superficie cargada

Imagen 2. Electroscopio casero

Para la determinación de la polaridad de la carga se entrechocan las varillas de frotación descargadas varias veces y luego se sostienen con las manos por separado.

Posteriormente se introduce la varilla de PVC en el vaso de Faraday hasta casi la cuarta parte de este; se observa la desviación de la aguja en el instrumento de medición. Se procede del mismo modo con la varilla acrílica.

Luego, simultáneamente se introducen las dos varillas en el vaso de Faraday y se observa la desviación de la aguja en el instrumento de medición. Se anotaron los datos.

En cuanto a la estipulación de la polaridad de la carga por frotamiento, se frotan una tras otra las varillas de PVC, acrílico, plástico y nylon con el frotador de algodón, cuero y papel respectivamente y rápidamente se introducen por separado en el vaso de Faraday hasta

...