Problemas Ambientales

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN[pic 1]

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL, SISTEMAS E INFORMÁTICA

Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

Circuitos Eléctricos y Mediciones Eléctricas

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Asignatura: Electricidad y Magnetismo

Integrantes:

• EUSEBIO DE LA CRUZ, Aleksander
• POLO MANRIQUE, Fabricio
• VALDEOS HEREDIA, Pedro
• YUPANQUI LOZANO, Ricardo

Docente: Lic. Julio c. Valencia bardales

HUACHO – PERÚ

2018

INTRODUCCION

La electricidad en la actualidad hace parte de nuestro estilo de vida y además con ella podemos mostrar nuestro gran desarrollo tecnológico.

El ser humano como tal, es un ser curioso que al observar los fenómenos físicos que lo rodean siempre intenta buscarle la explicación para poder entenderlos.

En el presente informe se obtendrá con detalle los objetivos, el plan y desarrollo del experimento acerca de la electrización de cuerpos materiales mediante el traspaso de electrones.

El proceso mediante el cual se electrizan los cuerpos es la frotación, en la que dos cuerpos se frotan entre sí y los electrones saltan de uno al otro, quedando uno con carga positiva y el otro cuerpo con carga negativa.

Para poder lograr el mejor entendimiento del lector y realizador de los experimentos, encontrara una serie de procedimientos detallados y graficados, como también recomendaciones que ayudaran a que la próxima experiencia salga con menos errores y se obtengan resultados con mayor facilidad.

Así mismo, gracias a este experimento podemos aplicar la teoría central acerca de la física básica de los cuerpos a la hora de obtener electrones mediante distintos métodos, en este caso la frotación de los cuerpos.

Es por ello, que a continuación se mostrara los resultados de esta experiencia para ser comparadas con las que se realizaran por el lector para así ver el avance o error al realizar estas experiencias, dependerá de ello el entendimiento acerca de la parte teórica del tema.

OBJETIVOS

1. Demostrar la existencia de los dos tipos de carga: positiva y negativa.
2. Demostrar experimentalmente el proceso de electrización de los cuerpos materiales por frotación.
3. Identificar el tipo carga alcanzado por los cuerpos electrizados mediante el proceso de electrización anterior.
4. Demostrar experimentalmente los procesos de electrización de cuerpos materiales por inducción y por contacto.

TEORÍA BÁSICA

• Carga: Es una propiedad fundamental de todo cuerpo material, pues teniendo en cuenta al modelo atómico de Rutherford, los componentes fundamentales de la materia son los átomos. Los átomos están formados por partículas más elementales o subatómicas: electrones de carga negativa, protones de carga positiva y neutrones que no tienen carga eléctrica. Los protones y neutrones constituyen el núcleo del átomo y alrededor de éste, están girando los electrones.
• Electrización de cuerpos materiales: La materia en un estado normal o neutro, contiene cantidades iguales de electricidad positiva y negativa, esto es, el número de protones es igual al número de electrones; sin embargo, en ciertas circunstancias un átomo puede ganar o perder algunos electrones, cargándose negativamente o positivamente. Estos electrones en juego, se denominan electrones de valencia y se encuentran débilmente ligados al núcleo. Se dice que, si a un cuerpo material se le aplica un estímulo energético externo en forma de calor, luz o energía eléctrica, sus electrones ganan energía; ello puede dar lugar a que los electrones se muevan a un nivel superior de energía. Un átomo que ha ganado energía se dice que se encuentra en un estado de excitación y por ende en un estado inestable. Cuando un electrón se ha movido hacia la capa superior de un átomo, la atracción producida por los protones del núcleo será mínima. Y, si se aplica suficiente energía al átomo, algunos de sus electrones ubicados en la capa exterior (o electrones de valencia) lo abandonarán produciéndose el desequilibrio eléctrico quedando así el átomo cargado positivamente; por consiguiente, cuando decimos que un cuerpo está cargado eléctricamente nos referimos a la carga neta; esto es, al exceso o defecto de electrones.

La teoría establece también que se produce intercambio de electrones, cuando se frotan dos cuerpos de la misma sustancia. Por ejemplo, si se frotan dos trozos de vidrio, uno más pulido que el otro, el menos pulido capta electrones.

• La tabla triboeléctrica: Es una herramienta que podría resultar muy útil, para saber cómo se comportará un cuerpo al ser frotado con otros diferentes; pues una misma sustancia puede en un caso perder electrones y en otros ganarlo.

A continuación, se suministra dicha tabla en la que según se observa que cada una de las sustancias mencionadas en ella, frotada con una de las que le preceden, se carga negativamente y con una de las que le siguen se carga positivamente. Ejemplo, si se frota la mica con vidrio, la mica se carga negativamente; pero si se frota con lana, se carga positivamente.

       Tabla triboeléctrica

• Otros procesos de electrización: Los cuerpos materiales pueden llegar a electrizarse no solamente mediante un proceso de frotación entre cuerpos, sino también por otros procedimientos entre ellos: por inducción, por contacto, por efecto fotoeléctrico y por emisión termoiónica.

EQUIPOS Y MATERIALES[pic 3]

• Transistor de campo

• Óhmetro[pic 4]

• Electroscopio casero (botella de Lyden)

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• Cuerpos materiales: tubo PVC, piel de conejo, lana, mica, plástico, vidrio, poliestireno expandido (tecnopor), etc.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

• Tabla triboeléctrica (encontrada en la bibliografía)

PROCEDIMIENTO

1. Utilizando el detector electrónico (transistor de campo + óhmetro), determine el tipo de carga de los diferentes cuerpos materiales suministrados, después que éstos han sido frotados por pares. Repita el experimento para los pares de objetos obtenidos de las diferentes combinaciones. Registrar sus observaciones en un cuaderno de campo.

1. El detector electrónico presenta un apéndice alámbrico que sobresale de uno de los terminales del transistor que ante la presencia de un campo eléctrico variable en el espacio circundante produce una corriente eléctrica en el circuito del detector y que obliga a moverse la aguja o puntero del óhmetro en la dirección de derecha a izquierda. El campo variable aparece cuando se acerca o se aleja un cuerpo material que previamente por frotación ha sido cargado. Se conviene, que el objeto material está cargado negativamente si mueve a la aguja de la escala del óhmetro cuando éste se acerca al filamento; por el contrario, si el objeto material cargado se acerca al filamento y no mueve la aguja, pero la mueve cuando éste se aleja, entonces estará cargado positivamente.

1. Seguidamente, elija un par de cuerpos materiales, frótelos y con uno de ellos, experimente primero el proceso de carga por inducción del alambre de cobre con laminillas de papel metálico de la botella de Lyden, aproximando el cuerpo cargado al bulbo (espiral) del alambre de cobre en su parte superior. Observe y registre dichas observaciones.

1. Trate de descargar el alambre de cobre de la botella de Lyden, acercando al bulbo (espiral) de la parte superior el cuerpo con carga contraria hasta que las laminillas de papel metálico de la parte inferior estén en su posición de equilibrio (juntas). Seguidamente, experimente el proceso de carga por contacto tocando con un cuerpo cargado el bulbo superior del alambre de cobre de la botella. Observe que sucede con las laminillas de papel metálico de la parte inferior y explique lo sucedido.
2. Con las observaciones realizadas, según lo indicado en la parte (1), intente construir una tabla triboeléctrica, semejante a la encontrada en la bibliografía, pero con los materiales que usted ha utilizado.

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REGISTRO DE DATOS

PROCESAMIENTO DE DATOS

Tabla triboeléctrica

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

• Tras realizar todo el experimento, hemos comprobado que por medio de la frotación de dos cuerpos hemos obtenido nuestro objetivo buscado cargas positivas y negativas, habiendo realizado todo el procedimiento mencionado con anterioridad.
• Cuando una carga eléctrica esta estacionaria o estática, produce las fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio.
• Hemos podido identificar fenómenos físicos que ocurren en el proceso de cargar eléctricamente un cuerpo y a la vez Determinar el signo de la carga adquirida por un cuerpo en un proceso de electrificación.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Al concluir con nuestra experiencia pudimos comprobar que existen distintas formas de cargar los cuerpos y dependiendo del material la carga puede ser negativa o positiva, dentro de ellas encontramos por inducción, fricción y por contacto. Cada una de ellas con un comportamiento especifico.
• También se pudo comprobar que la carga no se destruye o se elimina solo cambia de cuerpo, pero sigue existiendo y esto gracias a los tipos de materiales.
• Siendo esta práctica aceptable ya que los cuerpos físicos se comportaron de acuerdo a lo esperado y cumpliéndose en su totalidad la teoría que es la ley de coulomb.
• Llegamos a la conclusión que la electrización y sus métodos se encuentran en la vida diaria y que son fenómenos físicos que suceden con frecuencia.

CUESTIONARIO

1. ¿Cuáles son las dimensiones del átomo?

Determinar en forma aproximada que el diámetro promedio de un átomo es: 0,000 000 01 cm.

0,000 000 01 cm = 1 x 10-8 cm = 1Å

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