Cuestionario preliminar electricidad y magnetismo fes aragon.

U

niversidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Aragón

Ingeniería en Computación

Laboratorio de Electricidad y Magnetismo

Profesor: Gonzáles Rosas Noé

Grupo: 8328

Alumno: Frederick Donaldo Hernández Valle

Fecha: 1 de Septiembre de 2015[pic 3]

        Objetivos

• Comprender el concepto de carga eléctrica
• Cargar cuerpos por frotamiento, contacto directo e inducción
• Descargar cuerpos por Ionización y conducción

Conceptos teóricos

1. Carga Eléctrica
2. Ley de Coulomb
3. Campo eléctrico
4. Distribución de la carga
5. Principio de operación del Generador de Van de Graaff
6. Formas diferentes de generar cargas eléctricas estáticas
7. Convención de Franklin

Equipo

• Dos soportes universales
• Un metro de hilo cáñamo
• Una tira de Polietileno
• Cuatro barras (Vidrio, madera, hule duro, plástico)
• Cuatro excitadores (Piel, seda, franela, polietileno)
• Un generador de Van de Graaff
• Una esfera de cargas inducidas
• Un mostrador de cargas eléctricas
• Una caja de cerillos
• Una esfera de descarga
• Cables y conectores

Desarrollo

1. Breve discurso del profesor acerca del uso del generador de Van de Graaff y las cargas eléctricas.
2. Frote la franela con la tira de Polietileno y cuélguela sobre el hilo suspendido entre los soportes de manera que la cara frotada quede frente a frente. Anotar observaciones.
   Observación: Se repelen porque tienen carga positiva.
   [pic 4]
3. Acerque un cerillo encendido entre las cargas frotadas de la tira de Polietileno. Anotar observaciones.
   Observación: Se descarga y se vuelven a juntar, sin que haya carga alguna. A esto el profesor lo llama “Descarga por ionización”.
   [pic 5]

1. Cargue nuevamente la tira de Polietileno. Utilizando la convención de Franklin determine la polaridad de la carga contenida en la tira.
   Polaridad de la tira: Negativa.

1. Frote las barras disponibles con los excitadores proporcionados y concluya el signo de la carga adquirida por la barra frotada, use como carga de prueba la tira de Polietileno. Anotar resultados en una tabla.
   [pic 6]

Fase dos: Carga y descarga por contacto

1. Haga el arreglo de la figura.
   [pic 7]
2. Cargue el generador de Van de Graaff, poniéndolo a funcionar durante 5 segundos. Anote observaciones.
   Observación: Al acercar algo se carga, obviamente reiteran categóricamente que NO toquemos el casco del generador por ninguna parte del cuerpo.
   

1. Toque el casco del generador Van de Graaff con la esfera de descarga. Después, compruebe la inexistencia de carga en el generador, tocando el casco de este. Anotar observaciones.
   Observación: Efectivamente, no hay carga ya que la esfera de carga recibió todos los electrones que contenía el generador de Van de Graaff.

1. Cargue nuevamente el generador de Van de Graaff y descárguelo por ionización. Anote sus observaciones.
   Observación: Nuevamente se queda sin carga eléctrica, ya que la acción de la energía lo limpia de las cargas eléctricas.

1. Cargue de nuevo el generador. Mediante el mostrador, tome una muestra de carga del casco y determine su polaridad.
   Polaridad del casco (conectado a tierra): Negativo.

1. Descargue el mostrador y el generador.

1. Desconecte la tierra del generador (la cual está conectada a la base del mismo) y hágalo funcionar por cinco segundos.

1. Tome muestras del casco y de la base del generador y observe el signo de cada una de ellas.
   Carga del casco (sin conectar a tierra): Positivo.
   Carga de la base (sin conectar a tierra): Positivo.

Fase tres: Carga por Inducción.

1. Arme el dispositivo de la figura y ponga a funcionar el generador máximo 10s.
   [pic 8]
2. Demuestre que existen cargas inducidas con la esfera de cargas, determinando la polaridad.
   Carga de la esfera: Positiva.
3. Observación: La esfera de inducción es la que carga lo que contiene la esfera generadora, cargándose a si misma.

CUESTIONARIO FINAL

1. Explique en que consiste la descarga por ionización experimentalmente.
   Respuesta: Se refiere a que se la pone una energía con muchos protones (en este caso, un cerillo con mucha energía calorífica), y hace que los electrones de una carga sean transferidos a otro lado o lanzados al aire.

1. Explique porqué con un mismo excitador, algunas barras adquieren diferente polaridad.
   Respuesta: Por los componentes de los elementos, es decir, que el plástico y el hule, al ser componentes aislantes en muchos casos, no logran obtener una carga eléctrica y así se use un buen generador, no logra cargarse.
   
2. De acuerdo con la polaridad de cada una de las barras de la tabla uno, explique cómo se comporta la carga en los excitadores correspondientes.
   Respuesta: 
   Piel: La piel se comporta como un buen conductor de las cargas, pero el hule, duro, por la composición, no logra pasar una gran cantidad de electrones y no se carga, lo que hace del hule un conductor nulo cuando es frotado en piel.

Seda: Este excitador logra que las barras sean cargadas con un poco más de facilidad, pero con los materiales plásticos, no logra cargar a las barras por el mismo principio de los elementos plásticos casi aislantes.
Polietileno: Uno espera que al ser plástico, no cargaría nada, pero logra cargar las barras por los diferentes niveles de conducción y al tener más carga que la madera por ejemplo, con poco poder, pero logra cargar las barras, a excepción de la de plástico porque al ser plástico con plástico, pues no carga.
Franela: Se comporta como el conductor que usábamos al principio, es un conductor que logra cargar o acelerar a los electrones y cargar de manera positiva los elementos, claro, hay que omitir la barra de hule, ya que no logró cargarlo por el tipo de material.

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