Fenómenos electrostáticos

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, CIVIL Y GEOLOGÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL INGENIERÍA DE SISTEMAS

Fenómenos electrostáticos Laboratorio Nº 01 Docente

: LOZANO RODRIGUEZ, Jorge Luis

Integrantes

: YUPANQUI OCHOA, Fredy

Sigla

: FS  –  242

Horario

: Viernes de 1:00  –  3:00 (pm)

Serie

: 200

2012

FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS  1. Objetivo Estudiar experimentalmente las formas de producción de cargar eléctricas por   frotación, contacto e inducción.

2. Materiales  

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Máquina de Wimshurst  Cables de conexión

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Generador de Van Den Graaff  Esferas conductoras

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Varilla de vidrio y varilla de plástico de color negro

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Trozo de seda y lana

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Electroscopio

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Plumeros electrostáticos

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 Aparato para la demostración del poder de las puntas Purificador de aire Fósforos y velas

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 Aparato para verificar la existencia de carga eléctrica sobre la superficie exterior 

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 Jaula de Faraday 

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Timbre electrostático

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Molinete eléctrico Placas conductoras

3. Fundamento teórico El alumno vendrá estudiando los siguientes tópicos:

Carga eléctrica.- Propiedad de la materia por el cual los cuerpos tienden a presentar  interacción de atracción y repulsión eléctrica, existen cargas positivas y negativas.

Carga por frotación.- Cuando se frotan dos tipos de materiales diferentes de carga neutra una contra la otra. Ejemplo, el vidrio y la seda.

Carga por contacto.- Cuando un cuerpo cargado se pone en contacto con otro cuerpo neutro, que da como resultado ambos cuerpos cargados con el mismo tipo de carga.

Carga por inducción.- Cuando un cuerpo cargado se aproxima a otro de carga neutra, la primera produce un reordenamiento de cargas en el segundo, de modo que si se conecta a tierra el cuerpo neutro y luego se desconecta la tierra en presencia del cuerpo cargado el resultado será un cuerpo cargado de signo opuesto.

Líneas de fuerza.- Líneas imaginarias, de modo que el campo eléctrico en cualquier   punto de la línea es tangente.

Estructura atómica de la materia Descripción de los aparatos de Wimshurst y Van Der Graaff  Formas de electrización

4. Procedimiento Instalamos todos los materiales de acuerdo a lo indicado y después observamos los fenómenos ocurridos.

5.  Análisis experimental  Describa cualitativamente, justificando sus afirmaciones lo observado en cada uno de los pasos del procedimiento  ¿Qué ocurrió en cada paso? ¿Cuáles son los resultados?  

Electrización por frotamiento

Cuando dos cuerpos frotados se carga de manera opuesto, por ejemplo la varilla de  plástico con el polo o con el cabello. 

Transferencia de cargas eléctricas mediante las esferas conductoras e identificación de la naturaleza de las cargas

Usando el aparato de Van Der Graaff se transfiere carga a las esferas conductoras, y  luego en el electroscopio vemos su comportamiento. 

Comportamiento de los plumeros electrostáticos

Los plumeros se conectan con los cables de conexión al aparato de Van Der Graaff, y  estos se comienzan a levantar; debido a que estando en estado neutro; al presentar  cargas iguales se repelen y eso hace que se levanten. 

Comportamiento del aparato demostrativo del poder de puntas

Este aparato tiene la forma de un cono cilíndrico, se le conecta los cables con el aparato de Van Der Graaff, y como sabemos que las cargas se acumulan en las superficies o en l as  puntas de un cuerpo; entonces al recibir carga del aparato de Van Der Graaff; en la  punta del cono hay un escape de carga; o llamado “viento eléctrico”. 

Comportamiento de la Jaula de Faraday 

Dentro de la jaula de Faraday colocamos un cuerpo en la que sea notoria su electrización como es el caso de las plumeros electrostáticos, y luego la conectamos a la aparato de Van Der Graaff; pero como ya hemos observado que los plumeros no tienden a levantarse, debido a que la carga eléctrica fue esparcida en la parte periférica de la  jaula; por ser este un buen conductor y por teoría a que la carga se encuentra en la superficie. 

Molinete eléctrico

Un molino metálico que se le conecta al aparato de Van Der Graaff, y muy similar al cono cilíndrico; por terminar sus hélices en punta hay una escape de cargas, lo que origina

que se mueva el molino eléctrico, sin la necesidad de que haya un fuerza externa(o se consideraría al viento). 

Timbre eléctrico

Se podría decir que unas campanitas (timbres); están conectadas a platillos metálicos, todos conectadas en sí; se llega a conectar todo el aparato al aparato de Van Der Graaff;  por ello al recibir la carga hace que los timbres tiendan a chocar a los platillos, debido a que hay una descarga continua; y por ello los timbres se apegan a los platillos de un lado a otro. 

Purificador de Aire

Un vaso encerrado con un terminal metálico en forma de clavo, se le llena de CO  2(dióxido de carbono); después se le conecta al aparato de Van Der Graaff, y como los ejemplos anteriores del cono y del molino; por terminar en punta el conductor, hace q haya un escape de electrones; y se unan al Carbono(C), dejando así aislado al oxigeno(O) y   purificando de esta manera el aire encerrado. 

Comportamiento de las placas conductoras

 Al ser placas de un material que es muy buen conductor (en este caso un metal), al  conectarla al aparato de Van Der Graaff; toda la carga recibida se esparce por toda la  placa.

6. Conclusiones La fuerza de repulsión y atracción se demuestran en estos experimentos. Un cuerpo que se encuentra descargado puede ser cargado por inducción al acercársele otro cargado, sin tocarse. Se puede diferenciar las cargas de cada varilla por el frotamiento de uno de ellos o de ambos donde la repulsión o la atracción según el material estudiado. Mediante el generador de Van De Graaff podemos producir diferencias de potencia tan altas como 20 millones de voltios. La jaula de Faraday fue diseñada con el propósito de distribuir la cargo junto con el  campo uniformemente sobre su superficie, porque se llegó a demostrar en el  experimento.

7. Bibliografía  

http://es.scribd.com/search?query=FISICA+III/ visto el viernes 05 de octubre de 2012 Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo “UNASAM”/ FACULTAD DE  CIENCIAS/Ingeniería de Sistemas e. Informática/Semestre Académico: 2011 – 1/Curso: FISICA III/Tema: Kit Para Experimentos Electrostáticos/Docente: Eduardo Cabrera T.