PRACTICA NO. 3“ELECTROSTÁTICA, CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICO”

OBJETIVOGENERALES. Describir entre cargas puntuales. Demostrar experimentalmente las propiedades del campo y potencial eléctrico.ESPECIFICOS: Establecer la existencia de dos tipos de carga eléctrica. Diferenciar el comportamiento de las cargas en un metal (alta movilidad) y un aislante (baja

movilidad) en varios sistemas. Verificar las diferentes formas de electrificación, frotamiento, contacto e inducción. Observar que las cargas pueden encontrarse en los fluidos. Obtener diversas configuraciones de campo eléctrico.

INTRODUCCIONCuando se frota una varilla de ebonita con piel, la varilla adquiere una carga negativa y la piel queda cargada positivamente. En forma similar, cuando se frota una varilla de vidrio con seda, el vidrio se carga positivamente y la seda adquiere carga negativa. Estos dos experimentos fueron usados desde tiempos remotos para producir los dos tipos de carga posible. En la actualidad se sabe que el frotar dos materiales provoca que uno de ellos ceda una porción de sus electrones al otro. En consecuencia los dos objetos quedan cargados con cargas opuestas. Todos los materiales están formados por átomos y moléculas. Cada átomo contiene tantos electrones como protones hay en su núcleo. La carga neta de cada átomo es neutra. Un objeto descargado es entonces eléctricamente neutro solo porque tiene igual número de protones que de electrones. Un objeto cargado tiene un ligero exceso de electrones (si es negativo) o una ligera deficiencia de electrones (si es positivo).

Los objetos se pueden cargar por frotamiento, por inducción y por contacto. La neutralización de un objeto cargado se puede efectuar poniéndolo en contacto con un objeto de carga opuesta.Por conveniencia las líneas de fuerza entran a una carga positiva, y las líneas de fuerza salen de una carga negativa. La intensidad de la fuerza de atracción o repulsión depende de la cantidad de carga en cada objeto y de la distancia entre los objetos. La ley de las cargas electrostáticas de Coulomb relaciona de las fuerzas de atracción y repulsión: la fuerza es directamente proporcional al producto de dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

INVESTIGACION

MATERIAL CANTIDAD MATERIAL CANTIDADa. electroscopios.b. ebonita.c. barra de vidrio.d. piel de conejo.e. franela.

Pelotas de goma.

Varios f. pelotas de unicel.g. plástico.h. matraz erlenmeyer.

i. Aluminio. soporte universal.

. agua.

Varios

PROCEDIMIENTO(DIBUJOS, ESQUEMAS, DIAGRAMAS,

Práctica 3Electrostática, campo y potencial

Eléctrico.

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SEGÚN REQUIERA)1) Construya un electroscopio (en caso de no haber) corte una tirita de papel aluminio y

enrollen alrededor de uno de los extremos del alambre grueso de modo que queden dos segmentos de la tira separados: meta éste a través del tapón del matraz y finalmente póngalo en la boca de éste último. Finalmente haga una bolita de papel aluminio y colóquese sobre el extremo libre del alambre.

2) Ahora frote las barras y toque la bola del electroscopio con una de ellas, observe qué sucede con las tiritas de aluminio. Trate con la otra. Repita la operación pero sin hacer contacto entre la barra y el electrómetro.

3) Frotar diferentes materiales (vidrio, plástico, ebonita, piel) con diferentes lienzos (seda, piel, material sintético). Acercar cada pieza frotada al electroscopio.

4) Con el hilo sujete las pelotas de modo que se puedan colgar del soporte universal. Frote las barras de plástico, toque con ella una pelota y luego la otra, entonces acérquelas teniendo cuidado de que no se toquen. Repita la operación con la barra de vidrio. Pero antes descargue las esferas conectándolas a tierra, i. e. Con un extremo de alambre toque la esfera y con el otro una de las barras de la mesa de laboratorio.

5) Colocar dos pelotas juntas y pasar las barras entre ellas. Tenga cuidado de no tocarlas. Posteriormente separe las pelotas moviendo los hilos, sin tocar con las manos la superficie metalizada, ya que sus manos pueden contener iones que neutralicen la carga inducida: después aproxime una barra a cada una de las esferas, trate con la otra y observe.

CUESTIONARIO1. ¿Qué proceso físico origina la aparición de carga en las barras?2. ¿Cuál es la diferencia entre el comportamiento de las cargas en las esferas metalizadas y las

barras?¿A qué se debe esta diferencia?3. Explique lo que sucede en las tiras del electroscopio, ¿a qué se debe el comportamiento

observado?4. ¿Cómo se esperaría que variara el ángulo que forma el hilo de las pelotitas con la vertical con

la distancia entre ellas?, 5. La electricidad estática provoca chispas que pueden ocasionar que algunos gases volátiles

como el éter explote. ¿Qué medidas se deben tomar para minimizar este peligro?6. ¿Por qué algunos componentes son buenos aislantes?. Mencione por lo menos dos de ellos.7. ¿qué sucede con las tiras de papel al acercar una varilla de ebonita /cristal, cargada al alambre

de cobre?8. ¿qué sucede al frotar las varillas y acercarlas a trocitos de papel, esfera de unicel, de

aluminio?9. ¿ cómo funciona El generador de Van der Graff

CONCLUSIONESRealice sus conclusiones de acuerdo a los comportamientos observados durante los diferentes experimentos.

BIBLIOGRAFIA

- Bureau of Naval personnel. Basic Electricity. Dover Publications New York.- Cooper, W. Instrumentación Electrónica y Mediciones. Prentice Hall, Hispanoamericana.- Instruction Manual. Digital Multimeter model 3350/3360. Triplett Corp.

- Valkenburgh, V Nooger, Neville. Electricidad Básica Cecsa new York- Wolf, S. Guía para Mediciones electrónicas. Prentice Hall, Hispanoamericana.- Zbar P. Prácticas de Electricidad. Marcombo, Barcelona.

ALUMNO GRUPO CALIFICACION

OBSERVACIONESPROFESOR FECHAErendira García Ramírez