Laboratorio F electrostaticos
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7/24/2019 Laboratorio F electrostaticos
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Universidad Nacional de Colombia. Cano, Surez, Galvis, Avella, Bautista. Fenmenos
Electrostticos
FENOMENOS ELECTROSTATICOS
Avella Daniel, Bautista Santiago, Cano Daniel, Galvis Gioovany, Suarez Daniela.
{dsavellac, sbautistam, dccanob, eggalvisr, ldsuarezw } @unal.edu.co
Universidad acional De Colombia.
Resumen
A lo largo de la !resente !ractica e"!erimental titulada #$en%menos &lectrost'ticos(, se
estudiaron los e)ectos mutuos *ue se !roducen entre dos cuer!os como consecuencia de
su carga el+ctrica con el )in de asimilar la e"istencia de dos ti!os de cargas as como los
!rocesos de inducci%n y conducci%n- de la misma manera, se com!rendi% el uso de
dis!ositivos como el electr%)oro y el electrosco!io, y las di)erencias entre los materiales
aislantes y conductores.
Palabras clave: &lectrost'tica, Carga, &lectr%)oro, &lectrosco!io, nducci%n, Conducci%n.
Abstract
/0roug0out t0is e"!erimental !ractice entitled 1&lectrostatic 20enomena1, mutual e))ects
occurring between two bodies as a result o) electrical c0arge were studied in order to
assimilate t0e e"istence o) two ty!es o) electric c0arges as well as t0e !rocess o) induction
and conduction- in t0e same way, t0e use o) devices suc0 as electrosco!e and
electrometer, and t0e di))erences between t0e isolating materials and conductors materialswas understood.
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Key wr!s: &lectrostatic, &lectric C0arge, &lectrometer, &lectrosco!e, nduction,
Conduction
"# Intr!ucc$%n
3a electrost'tica es la rama de la )sica
*ue estudia los )en%menos !roducidos
!or distribuciones de cargas el+ctricas,
esto es, el cam!o electrost'tico de un
Cuer!o *ue est' totalmente cargado.
4ist%ricamente, la electrost'tica )ue la
rama del electromagnetismo *ue !rimero
se desarroll%. Con la !ostulaci%n de la
3ey de Coulomb )ue descrita y utilizada
en e"!erimentos de laboratorio a !artir
del siglo 56, y ya en la segunda mitad
del siglo 55 las leyes de 7a"well
concluyeron de)initivamente su estudio y
e"!licaci%n, y !ermitieron demostrar
c%mo las leyes de la electrost'tica y las
leyes *ue gobiernan los )en%menos
magn+ticos !ueden ser estudiadas en el
mismo marco te%rico denominado
electromagnetismo. &"isten varios
)en%menos electrost'ticos, entre los
cuales esta8 &lectrizaci%n, carga
el+ctrica, 2rinci!io de conservaci%n y
cubanizaci%n de la carga.
/eniendo en cuenta las e"!eriencias
!r'cticas *ue tuvieron diversos
investigadores a lo largo de la 0istoria
con res!ecto a los )en%menoselectrost'ticos, se de)ini% como uno de
los )ines de esta !r'ctica, la tarea de
evidenciar la e"istencia de la carga
el+ctrica y los )en%menos b'sicos de la
electroest'tica. De la misma )orma, se
llev% acabo la observaci%n de algunos
)en%menos de la electricidad est'tica,
!ara luego deducir la e"istencia de dos
ti!os de carga 92ositiva y egativa:.
Asimismo conocer los di)erentes
m+todos de electrizaci%n con ayuda de
dis!ositivos tales como el electr%)oro y el
electrosco!io.
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MARCO TE'RICO:
3a materia est' con)ormada !or 'tomos
*ue a su vez est'n )ormados de !rotones
y neutrones en su n;cleo y electrones
orbitando al rededor del n;cleo. 3os
!rotones tienen carga el+ctrica !ositiva,
los electrones carga el+ctrica negativa ylos neutrones carga neutra. &l valor de la
carga de los !rotones y electrones es la
misma.
3os s%lidos !or lo general tienen carga
el+ctrica neutra, debido a *ue tienen
igual n;mero de electrones y de
!rotones, !ero esto !uede variar si dos
ob
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aislado se le acerca un cuer!o con carga
el+ctrica. &sto sucede debido a *ue al
acercar el cuer!o, las cargas de signo
contrario !resentes en el cuer!o neutro
se dirigen 0acia el lado en el *ue est'm's cerca el cuer!o cargado 9!or
atracci%n electrost'tica:, y las cargas de
igual signo a la carga del ob
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3. Desarrollo experimental
"# Car(a )r *rtac$%n
1.1. Se frota una lmina de
plexigls con un pao
E
1.2. Al cargar frotar la lmina
con el pao el plexigls queda
cargado positivamente
FE
1.3. Acercamos el electrforo a
la lmina y se logra polarizar el
electrforo, conectamos el
sistema a tierra y luego
separamos el electrforo delplexigls
E
1.4. Acercamos el electrforo
al electroscopio
HE
1.5. Descargamos el
electrforo conectndolo a tierra
IE
1.6. argar el electrforo
mediante la frotacin de una
lmina de acetato
#
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JE
1.7. Acercar electrforo al
electroscopio para cargarlo
=KE
1.!. Acercar el electroscopio cargado con
la lmina al electrforo cargado con
plexigls
"11#
Car(a )r $n!ucc$%n
$.1. Acercar un o%&eto cargado y
conecte el electroscopio a tierra
"1$#
+# Frtar !s t$ras !e acetat
=E
,# t$em) !e !escar(a !e unelectrsc)$
=E
-# Car(a !e electrsc)$ y lue(acer.ue *ue(
$
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=FE
,# Resulta!s
&l e"!erimento de )en%menos
electrost'ticos se bas% en la gua de
laboratorio de la Universidad acional de
Colombia y el De!artamento de $sica,
realizador !or &dgar Bautista y 7arina
Lrtiz.
A continuaci%n se !resentan los
resultados !ara los cinco !rocedimientos
!ro!uestos en la gua.
Procedimiento 1.
a: Se genera carga !or medio de la
)ricci%n, )rotando con una
su!er)icie aislante, el signo de la
carga ad*uirido !or el electr%)oro
de!ende de la naturaleza de la
su!er)icie con la *ue es )rotado.Cuando se )rota con !le"igl's
este ad*uiere carga negativa, al
acercarlo al electrosco!io se
!uede com!robar *ue el
instrumento est' cargado.
b: 3a carga inicial del electrosco!io
es neutra, al acercarle el
electr%)oro ad*uieren la mismacarga, negativa. &sto se observa
al ver *ue las l'minas de las *ue
est' com!uesta el electrosco!io
se se!aran al tener la misma
carga. Mueda as com!robado el
)en%meno de re!ulsi%n entre
cargas iguales.
c: 3a )rotaci%n )ue usada tambi+n
!ara cargar el electr%)oro con el
acetato, es decir )rotando la 0o
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*ue *ueda cargado al observar
como las l'minas *uedan
se!aradas.
Procedimiento 3a: &l m+todo de )ricci%n !ara dos
tiras de acetato cargados con un
!aNo nos de
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-# An/l$s$s#
Prce!$m$ent "#
3a carga es generada a !artir de una
su!er)icie aislante, el com!ortamiento de
las l'minas utilizadas es similar aun*ue
la carga *ue obtiene el material de!ende
de algunas convenciones y de la
naturaleza del material, 3as cargas
negativas de la l'mina de !l'stico se
!ierden y *ueda as cargada
!ositivamente.
Acercamos entonces el electr%)oro al
!le"igl's 0asta !onerlo en contacto con
ella. &n ese momento las cargas de la
su!er)icie de la l'mina reordenan la
carga del disco met'lico8 atraen a las
cargas negativas y re!elen a las
!ositivas, *uedando las !ositivas !orarriba. Al tocar con la tierra el electr%)oro,
atra!amos todas las cargas !ositivas y el
electr%)oro *ueda cargado
negativamente.
&l !roceso inverso ocurre !ara el
acetato.
&ncontrar la cantidad de carga *ue
obtiene el electrosco!io sera !osible
gracias a la se!araci%n de las l'minas y
la 3ey de Coulomb, esto no )ue !osible
!ara nuestro caso ya *ue elelectrosco!io se encuentra aislado y no
)ue !osible medir la distancia ni las
masas de cada una de las l'minas
Prce!$m$ent
Al estar el electrosco!io descargado la
l'mina de oro no est' se!arada de la
varilla met'lica al acercar la barra )rotada
9sin tocar el electrosco!io: se distribuyenlas cargas en el electrosco!io ale
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!ara el caso de la in)erior est' se carga
con el signo contrario debido a *ue la
!rimera l'mina de acetato 0ace *ue los
electrones se orienten y ayude a
mantener una carga electrost'tica *uetenga e*uilibrio con la !rimera l'mina.
Prce!$m$ent ,
&l electrosco!io en !rinci!io no debera
descargarse, ya *ue la ley de la
conservaci%n de la carga establece *ue
las cargas en un sistema aislado
!ermanecen constantes.
2ero al contrario de la anunciado en esta
ley, las l'minas del electrosco!io logran
acercarse un !oco entre ellas, acudimos
a la de)inici%n de variables e"ternas al
e"!erimento !ara e"!licar lo sucedido
!ara este caso, ya *ue a !esar de estar
com!letamente cerrado el sistema del
electrosco!io !uede considerarse un
sistema cerrado !ero no asilado, lo cual
!uede ser una de las razones !or las *ue
al cabo de tres minutos se logra ver
como lentamente se descarga elelectrosco!io, aun*ue esta descarga sea
!arcial y no com!leta.
Prce!$m$ent -
Al acercar la llama al electrosco!io este
su)re una descarga, ya *ue en un
ambiente seco los electrones tienen m's
)acilidad !ara moverse.
3a mayora de los cuer!os en la
naturaleza son conductores y la llama no
es la e"ce!ci%n, la descarga del
electrosco!io !or e)ecto del )uego )ue
bastante r'!ida y e)iciente.
6. Conclusiones
&l !roceso de )ricci%n !ermite *ue un
material ad*uiera cierta carga
electrost'tica. Durante la realizaci%n dellaboratorio se utilizaron varios !aNos de
distinta tela, ninguno de los cuales
!rovoc% el mismo resultado *ue los otros
!aNos- !or lo tanto vemos *ue al )rotar
una su!er)icie con otra de!ender' de los
materiales de estas su!er)icies el ti!o y
la intensidad de la carga electrost'tica
generada.
3a conductividad es una !ro!iedad de
ciertos materiales 9entre ellos, todos los
metales: *ue le !ermite al material
distribuir y e*uilibrar la9s: carga9s:
electrost'tica9s: a lo largo de todo el
material.
Debido al alto grado de conductividad de
los metales )ue !osible cargar una !ieza
met'lica !or inducci%n al acercarse a
otra ya cargada y !osteriormente
conectar el lado o!uesto de la !ieza a
tierra- de esta manera la !ieza de metal
se !olariza a!untando 0acia la !ieza yacargada la carga o!uesta a esta y, al
conectar a tierra el lado o!uesto, toda la
!ieza *ueda con el mismo ti!o de carga,
*ue es la o!uesta a a*uella de la !ieza
*ue se utiliz% !ara cargarla. &s decir, si
una !ieza de metal es cargada con otra
cargada !ositivamente, la !rimera !ieza
*uedar' cargada negativamente y
viceversa. &ste )en%meno de
!olarizaci%n de cargas es el mismo *ue
ocurre en el caso de las dos l'minas de
acetato, *ue al estar en contacto una con
otra, se !olarizan como si 0icieran !arte
de un mismo cuer!o.
Al cargar !or inducci%n se !udo observar
*ue sin im!ortar el ti!o de carga *ue se
est+ traba
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estudiar como un )lu
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