Practica 2 Electricidad Y Magnetismo

Práctica Nº 2: “Distribución de las cargas eléctricas en los conductores”

Distribución de las cargas eléctricas en los conductores

Objetivos.

-Determinamos, empleando un electroscopio, si un cuerpo está cargado, y si está cargado el signo de la carga.

-Verificamos que en los conductores, la carga eléctrica se distribuye en la superficie exterior, al realizar las experiencias de Cavendish y Franklin.

- Verificamos, mediante el empleo de un electroscopio, que en un conductor hueco, el campo eléctrico es nulo.

- Explicamos que sucede con el efecto de puntas al realizar las experiencias de: a) El rehilete electrostático

b) La brújula (flama de una vela)

c) El mechón de cabellos.

Desarrollo experimental

Electroscopio.

Descripción: Es un dispositivo figura 7, formado por dos laminas (L y L’) ligerísimas de aluminio, fijas a una varilla metálica (V), coronada por unas esferilla metálica (E). La varilla se ajusta a un tapón aislador (T), las dos ventanillas de cristal, una frente a otra, permiten ver el interior.

Procedimiento:

Acerque la esfera del electroscopio una barra de vidrio sin frotar. Observe realizando lo anterior, cargue (frote) la barra de vidrio y acérquela hasta tocar la esfera del electroscopio. Anote sus observaciones. Toque la esfera (E) con la mano y repite el procedimiento anterior con la barra de poliestireno y anote sus observaciones.

Si no se frota la barra no pasa nada, pero cuando se carga la placa más liviana dentro del electroscopio se separa de la más grande.

Con el electroscopio tocándolo con la barra de vidrio frotada con el paño de lana de manera que las hojas queden, solo un poco separadas, acerque a la esfera pero sin llegar a tocarla, un objeto cargado negativamente. Anote lo que sucede. Ahora acerque a la esfera pero sin llegar a tocarla, un objeto cargado positivamente. Anote lo que sucede. Por último aproxime, a la esfera pero sin tocarla un objeto que no haya sido frotado y que en consecuencia este probablemente descargado. ¿Qué sucede? Cuando se le acerca la carga negativa las placas separan, después cuando se le acerca la carga positiva de la barra las placas comienzan a atraerse y si se le acerca la que no tiene carga, no pasa nada.

Discusión

¿Por qué desciende la carga de la esfera hasta las hojas? El material es un conductor por excelencia y esto propicia que las cargas se distribuyan en el cuerpo llegando hasta las puntas de las hojas.

Cuándo se cargó el electroscopio con un tipo de carga y se acercó una barra cargada con otro tipo ¿Qué se observó? Las placas tienden a atraerse.

Si se le acerca una barra cargada con carga del mismo signo ¿Qué sucede? Las cargas se repelen y viajan hasta las hojas lo que causa un exceso de la misma, por lo que estas se repelerán.

Empleando los resultados de las observaciones hechas en este experimento ¿Cómo podría identificar el tipo de carga que obtienen un objeto cualquiera al ser frotado con otro? Si a un electroscopio se le acerca una barra cargada por fricción y las placas se repelen podremos decir que es negativa teniendo en cuenta que el signo de la carga en el electroscopio sea negativo.

Conclusiones

Un electroscopio es una aparato que nos permite conocer el tipo de carga de un objeto, rudimentario y mecánico, pero solo nos permite encontrar si existe la presencia de la carga ya que no nos dará valores de la intensidad de corriente o el voltaje como un milímetro digital o analógico.

LA EXPERIENCIA DE CAVENDISH

Dispositivo: Monta el arreglo experimental que se muestra en la figura 8.

Monta la esfera metálica hueca en el soporte aislante y colócala en el banco aislante. Conéctala a la esfera colectora de Van de Graff por medio del cable de conexión, teniendo cuidado que éste no toque ningún otro cuerpo, de la figura 8.Para cargar la esfera metálica hueca ponga a funcionar el generador a su velocidad mínima durante un minuto aproximadamente y apáguelo. Finalizado lo anterior, desconecta la esfera metálica hueca del generador procurando no tocar con la mano ni el generador ni la esfera. Con la sonda de prueba toque cualquier punto de la superficie de la esfera hueca, y con ayuda del electroscopio determine si la esfera está cargada. Anote tus observaciones. La esfera se cargó solo en la superficie.

Ahora toma los dos hemisferios metálicos descargados, provistos de mangos aisladores, y cubre la esfera metálica con ellos, como se muestra en la figura 9.Después de unos segundos separa ambos hemisferios y, con la ayuda de la sonda de prueba y del electroscopio descargado, determine si existe carga eléctrica en la esfera y en los hemisferios. Registre sus observaciones. Al igual que en el anterior la esfera solo se carga en su superficie.

Discusión

1. ¿Cómo obtuvo la carga eléctrica la esfera metálica hueca en este experimento? Gracias al generador de Van Der Graff

2. ¿Cómo la detectó?

Con ayuda del electroscopio

3. ¿Por qué cuando se hace contacto en la superficie de la esfera cargada con la sonda de prueba, ésta puede adquirir carga en el punto de contacto? Porque adquiere la carga presente en la esfera en el punto de contacto.

4. ¿Por qué podemos considerar en este experimento que el área de contacto entre la esfera y la sonda de prueba permanece constante? Por que las cargas permanecen constantes.

5. Diga si la carga eléctrica adquirida por contacto por la sonda de prueba pasa íntegramente al electroscopio. No ¿Cómo haría para que esto sucediese? Manteniéndola un lapso de tiempo mayor para que la carga presente no desaparezca tan rápido.

6. Cuando los hemisferios metálicos cubren a la esfera metálica, ¿cuál es la superficie externa del conjunto?

La de los dos hemisferios

7. Después de haber retirado los hemisferios de la esfera, ¿Detectó carga eléctrica en la esfera? ¿En los hemisferios? Si pero solo en su superficie externa y muy ligera, se comprueba en el electroscopio.

8.

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