LAB 01 FISICA II CARGAS ELECTRICAS
joexion10Informe12 de Mayo de 2017
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PLANTILLA DE ESTRUCTURACIÓN DE
DOCUMENTOS
CÓDIGO: FOR-GCA-001
VERSIÓN: 01
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ASIGNATURA FISICA II
CAPITULO ELECTROSTICA
SEMANA N° 01
LABORATORIO Nº 01
NOMBRE DE EXPERIMENTO GENERACION DE CARGAS ELECTRICAS
DURACION 2 HORAS
DOCENTES Profesor Principal: Víctor Cabrera Abanto
Jefe de Practica: Francisco Benavides Barreda
1. INTRODUCCION DEL EXPERIMENTO
Carga eléctrica
• Es una cantidad escalar, fundamental y una propiedad de la materia, la que se adquiere por el proceso de cargar de un cuerpo.
• La carga eléctrica no se crea ni se destruye, se halla en la naturaleza múltiplo de la carga del electrón. Esto se demostró en el experimento de Millikan.
Proceso de carga de un cuerpo
• Por frotación
• Por contacto
• Por inducción
Distribuciones continúas de cargas
• Densidad lineal de cargas
• Densidad superficial de cargas
• Densidad volumétrica de cargas
El electroscopio
Es un dispositivo que permite detectar la presencia de cargas eléctricas, además de un valor aproximado de la carga en función del ángulo de separación de las láminas.
CONFIDENCIAL: Prohibida su reproducción total o parcial del presente documento sin la Autorización de la FIIS – UNHEVAL. Ésta versión constituye a la vigente acorde a la publicación virtual del SGCFIIS. Elaboración de Guía de Practica: Francisco Benavides
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Figura 01. El electroscopio
Máquina Electrostática De Wimshurst
• Se basa en el efecto triboeléctrico, (del griego "tribein" (frotar) y "electron" (ámbar) que se refiere a la electricidad producida por frotamiento entre materiales de distinta naturaleza).
• Las pruebas empíricas demuestran que una máquina de este tipo alcanza e incluso supera los 90 ó 100 mil volts con bastante facilidad.
Figura 02. Máquina Electrostática De Wimshurst
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Funcionamiento
Figura 03. Funcionamiento de la Máquina Electrostática De Wimshurst
1. Tiene dos discos aislados con sectores de metal que giran en direcciones opuestas.
2. Estos sectores metálicos son frotados por las escobillas, lo cual hace que se carguen eléctricamente.
3. La carga eléctrica generada es neutralizada por la barra neutralizadora, generando una retroalimentación en cada disco (esto depende del sentido de giro y de la posición de las barras neutralizadoras, debido a esto la maquina solo funciona en un sentido de giro).
4. Al pasar los sectores cargados cerca de los peines colectores, estos se inducen y quedan cargados.
5. La carga eléctrica inducida es almacenada en los condensadores o botellas de
Leyden que están en contacto con los peines colectores.
6. En los condensadores la carga eléctrica se acumula de forma exponencial hasta que sobrepasa la tensión de ruptura dieléctrica del aire, momento en el cual salta una chispa entre las esferas (explosor).
7. Se repiten los pasos 2 al 6 indefinidamente, hasta que la maquina deja de girar.
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Máquina Electrostática De Van de Graaff
• El generador electrostático de Van de Graaff es una máquina electrostática que acumula grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de un cascaron metálico hueco.
• La diferencia de potencial en un generador de Van de Graaff puede llegar a alcanzar o incluso superar fácilmente los millones de voltios.
Figura 04. Máquina Electrostática De Van de Graaff.
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Funcionamiento
1. Al girar el rodillo inferior, este se carga eléctricamente por frotación débilmente con la correa. Tal como se aprecia en la figura 05 (la carga eléctrica generada dependerá del tipo de material del rodillo). Para incrementar este efecto se utiliza “peines” metálicos.
Figura 05. Carga del rodillo inferior.
2. Nótese que los dos rodillos (superior e inferior) tienen que ser de diferentes materiales de la escala triboeléctrica.
3. Los peines metálicos (superior e inferior) sirven para ionizar el aire, debido al efecto de las puntas.1 El inferior va conectado a tierra.
4. El rodillo inferior induce cargas eléctricas opuestas a las suyas en las puntas del
“peine” metálico, situado frente a él.
5. Las cargas eléctricas (moléculas de aire ionizadas) se “adhieren” en la superficie de la correa en la parte inferior de la máquina de Van der Graff, debido al intenso campo eléctrico que se establece entre el rodillo y las puntas del “peine” situadas a unos milímetros de la correa, tal como se parecía en la figura 06.
1 Cuando los conductores metálicos terminan en punta se acumula mucha carga en ellas, la densidad de carga es muy alta y en las proximidades se crea un intenso campo que ioniza el aire.
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Figura 06. “Adherencia” de cargas eléctricas en la correa.
6. Recordar que la correa no es conductora y la carga depositada sobre ella no se mueve sobre su superficie.
7. La carga eléctrica, transportada por la correa, pasa al cascaron metálico hueco, por medio de otro peine metálico, situado en la parte superior de la máquina de Van der Graff.
8. En el cascaron metálico hueco la carga eléctrica es almacenada, si esta sobrepasa cierto valor, se generaran pequeños arcos eléctricos sobre su superficie.
2. OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO
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