Practica 2 EYM Esime

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 es nulo.

 Explique que sucede con el efecto de puntas al realizar las experiencias de: a) El rehilete electrostático, b) La bujía (flama de una vela), c) El mechón de Cabellos.

Introducción

Todo cuerpo en la naturaleza se encuentra en equilibrio eléctrico; es decir, neutro. Por eso se dice que cargar eléctricamente un cuerpo es generar en él un exceso o deficiencia de electrones. La electrostática es el estudio de la electricidad en reposo o que se mueve lentamente. Este estudio comenzó cuando Tales de Mileto observo que el ámbar (electrón en griego) frotado con un pedazo de piel podía atraer cuerpos ligeros como la paja, plumas, etc.

En observaciones posteriores, William Gilbert comprobó que ciertas sustancias como el azufre, el vidrio y el lacre, al ser frotados, se comportaban como el ámbar, notando que los cuerpos electrizados se atraían o rechazaban entre sí.

Marco Teórico

EL ELECTROSCOPIO

El electroscopio es un aparato sencillo, fácil de construir, que permite demostrar la presencia de cargas eléctricas y comparar sus signos. Existen diferentes versiones, la más popular usa dos láminas metálicas delgadas unidas a un cuerpo conductor.

La demostración más sencilla consiste en cargar la esfera externa tocándola con un cuerpo cargado, como una varilla de vidrio que se ha frotado con un tejido o un trozo de papel. La varilla se carga electrostáticamente y al tocar la esfera parte de la carga pasa a ésta. A su vez parte de la carga pasa a las láminas, que al tener cargas de igual signo se separan por repulsión electrostática. El ángulo de separación depende de la carga acumulada. Si a continuación tocamos la esfera con otro cuerpo cargado de forma apreciable podemos ver si las láminas se juntan o no, lo que dependerá de si la carga del cuerpo es del mismo signo o distinto que la que almacenaba el electroscopio.

Podemos también usar el electroscopio para observar el efecto de la separación de cargas y la carga por inducción. Si acercamos un cuerpo cargado a la esfera conductora esta, en particular la zona más cercana al cuerpo acumulará una carga neta de signo opuesto al del cuerpo. Si el conjunto de los conductores del electroscopio era inicialmente eléctricamente neutro las láminas adquirirán una carga neta de signo opuesto al de la esfera y se separarán.

CONDUCTOR ESFERICO CARGADO

Para determinar la carga eléctrica en la superficie interior de la corteza conductora aplicamos la ley de Gauss utilizando una superficie gaussiana cerrada tal que todos sus puntos estén dentro de la región conductora τC. Por ejemplo, podemos tomar como una superficie esférica con centro en O y radio r, tal que R1 < r < R2. En cada punto de esta superficie el campo eléctrico total es nulo por ser punto del interior del conductor en equilibrio. Por tanto, el flujo de dicho campo y, en consecuencia, la cantidad total de carga eléctrica encerrada por , es:

La carga eléctrica en el interior de es la carga puntual q, más la carga distribuida en la superficie interior Σint de la corteza conductora. Obsérvese que no hay carga eléctrica neta en el volumen de dicha corteza comprendido entre las superficies Σint y , ya que se trata de una región conductora en equilibrio. De esta forma,

Y aplicando ahora que el conductor está descargado y aislado y que, por tanto, las cantidades de carga en sus superficies deben ser opuestas.

VIENTO IONICO

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 eléctrico que ioniza el aire.

• Las puntas cargadas positivamente producen viento eléctrico positivo.

• Las puntas cargadas negativamente producen viento eléctrico negativo.

PANTALLA ELECTRICA

Conductor eléctrico conectado a tierra, que rodea una fuente de campo eléctrico para que el campo creado en el exterior por esa fuente sea cero.

LEYES ELECTROSTÁTICAS

Dos cargas ejercen fuerza sobre si, que actúan sobre la línea que las une o las separa, y que es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa; esto es conocido como la Ley de Coulomb. Para definir la polaridad de los cuerpos cargados, se emplea la convención de Franklin, la cual establece que al frotar una barra de vidrio con franela o con seda, al vidrio se le atribuye siempre la carga positiva.

ELECTRIZACIÓN

Existen diversas formas de electrizar cuerpos, como:

• La triboelectricidad o carga por frotamiento, que consiste en frotar enérgicamente un cuerpo contra otro

• Por contacto, un cuerpo se electriza tocándolo con otro cuerpo que ya está electrizado.

• Por inducción, que consiste en acercar un cuerpo electrizado a otro que no lo está, sin tocarlo logrando se electrización.

Material

 1 Generador de Van der Graff

 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

 1 Banco aislado

 1 Pinza para mesa

 1 Electrodo de prueba con

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