Laboratorio Jaula Faraday

Resumen

Michael Faraday, fue un físico y químico británico que estudió de forma determinante el electromagnetismo y la electroquímica. Su experimento consiste en que en un cubo hueco por dentro con una abertura en la parte superior se introduce una esfera de metal y se conecta a un electroscopio (electrómetro). En ese momento el electroscopio indicará una carga dentro de dicho recipiente que será opuesta a la carga de la esfera. Afuera de la cubeta la carga será igual que en la esfera. Mientras la esfera este dentro, el electrómetro mostrará la misma carga; cuando la esfera se saca de la cubeta, el electrómetro dejara de mostrar la carga. Así en el momento de descargar la esfera, si este objeto con carga negativa hace tierra, los electrones se mueven hacia el suelo y si tiene carga positiva atrae electrones del suelo y se neutraliza.

Palabras claves: Primera Palabra Clave, Segunda Palabra Clave

Abstract

Michael Faraday was a British physicist and chemist who studied a decisive electromagnetism and electro-chemistry. Their experiment is that a hollow hub inside an opening in the upper area of ​​introducing a metal and connected to an electroscope (electrometer). At that time the electroscope indicate a load within said container to be opposite to the charge of the sphere. Outside the bucket load will be like in the area. While within this sphere, the electrometer show the same load, when the field is removed from the cell, the electrometer display stop charging. So at the time of downloading the sphere, this object is grounded negatively charged, electrons move toward the floor and if it has positive charge attracts electrons from the ground and neutralized.

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1. Introducción

El experimento del cubo de hielo de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor está sujeto a un campo electromagnético externo, se polariza, de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, este genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0.

Se puede encontrar en diferentes situaciones cotidianas, por ejemplo, el mal funcionamiento de los teléfonos móviles en el interior de ascensores o edificios con estructura de rejilla de acero.

Este fenómeno, descubierto por Michael Faraday, tiene una aplicación importante en aviones o en la protección de equipos electrónicos delicados, tales como repetidores de radio, discos duros y televisión situados en cumbres de montañas y expuestos a las perturbaciones electromagnéticas causadas por las tormentas.

Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado se queda sin electrones (carga positiva)

2. Marco teórico

“Este experimento fue puesto a prueba por Faraday utilizando los cubos huecos dentro de su laboratorio que se utilizaban para poner el hielo (recuerden la epoca de Faraday).

Para esto introdujo una esfera cargada dentro de los cubos y mostro que la carga dentro del cubo era igual a la de la esfera, por medio de un electroscopio. Viendo despues que al sacar la esfera metalica las cargas dentro del cubo regresaban a su estado original.

Mostrando con esto que si es posible inducir que un cuerpo tenga otro tipo de carga momentaneamente, solo introduciendo dentro de si una esfera suficientemente carga da con la carga opuesta.” [I]

Se dice que un cuerpo puede ser cargado por medio de inducción o contacto, y que puede ser positiva o negativa, y como se distribuyen las cargas en la superficie de un material conductor, a demás como si se le acerca otro cuerpo cargado se redistribuyen las cargas en el primero, e incluso se puede cancelar el campo eléctrico de un cuerpo en condiciones especiales.

3. Montaje, procedimiento y tabla de datos

a. MONTAJE.

Cubo de Hielo de Faraday

Productores de Carga

Electrometro

Figura 1. Montaje

b. PROCEDIMIENTO

Conecte el Electrómetro al cubo de hielo Faraday. Asegúrese de aterrizar el cubo de hielo. El Electrómetro debe marcar cero cuando está aterrizado, indicando que el cubo de hielo no está cargado. Presione el botón cero y remueva completamente toda la carga del electrómetro y el cubo de hielo, siempre empiece con el rango del voltaje ordenado en la mayor configuración. Los productores de carga serán utilizados como objetos cargados. Siempre que se encuentre dispersada cualquier carga sobre el cuello de los productores toque el cuello y el mango con el enrejado aterrizado.

Usted también debe estar aterrizado. Frote la superficie blanca y azul. Mantenga en su mano solo el productor de carga que va a utilizar. Coloque el otro productor de carga retirado, lejos del contacto con cualquiera de las superficies del cubo de hielo. Inserte el disco cargado en el cubo de hielo de la mitad hacia abajo. Tome la lectura del Electrómetro. Quite el objeto y otra vez tome la lectura del Electrómetro.

Inicie con los productores de carga descargados, friccione los materiales azul y blanco. En este caso deberá conservar los dos productores de carga, sin que toquen nada, después de haber sido cargados. Use el cubo de hielo de Faraday para medir la magnitud y la polaridad de cada una de las varitas cargadas, insertado una a la vez dentro del cubo de hielo, y tome la lectura del Electrómetro.

Remueva completamente toda la carga de los productores de carga aterrizándolos.

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