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UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

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RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS PROPUESTOS Estudiante: SEVERINO HERNÁNDEZ JORGE Código: 181CV76697 Docente: GUTIERREZ ATOCHE, SERAFIN Número de trabajo: Nª 01 Fecha: 06/09/2019

 

GUÍA DE LABORATORIO N° 1: ELECTRIZ ELECTRIZACIÓN ACIÓN POR FROTAMIENTO:

I. 

OBJETIVOS:   Analizar el comportamiento de las cargas eléctricas y las formas de electrización.



 

  Comprobar el magnetismo mediante la elaboración de un electroimán.



II. 

 

CONCEPTO A AFIANZAR 1. 

Carga eléctrica: La carga eléctrica es aquella propiedad de determinadas

 partícula s subatómicas  partículas subatómi cas que se produce cuando se relacionan relacion an unas con otras, otra s, esta interacción es electromagnética y se hace con las cargas positivas y negativas de la partícula. En la física moderna, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las interacciones electrostáticas. 2.  Fuerza de repulsión: Es la fuerza que una masa ejerce sobre otra afectándola, atrayéndola a sí misma, en electricidad esto ocurre cuando dos o más cuerpos tienen signo o polaridad diferente. La fuerza de repulsión es aquella que ocasiona que dos cuerpos al intentar acercarlos, los obliga a alejarse.  

Fuerza de atracción: Es la fuerza que una masa ejerce sobre otra afectándola, impidiendo que ambas lleguen a juntarse, en electricidad esto ocurre cuando dos o más cuerpos tienen signo o polaridad po laridad iguales. La fuerza de atracción es aquella que mantiene a dos cuerpos unidos y al intentar separarlos se siente que los quiere unir, o no los deja separarse 4.  Campo eléctrico: El campo eléctrico es toda zona espacial donde las cargas eléctricas, que pueden ser positivas o negativas, se relacionan en un límite de espacio determinado, siendo el campo eléctrico tanto la delimitación del espacio en el plano, como el espacio de un cuerpo cargado de electricidad. Es la región del espacio donde interactúa la fuerza eléctrica, y se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. 3. 

III. 

MARCO TEÓRICO: ELECTRIZACIÓN Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado. Para explicar cómo se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra (no electrizada), tiene el mismo número de cargas positivas y negativas.

 

 

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Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo en la serie Triboeléctrica. Si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, ma terial, dicho material es más negativo en la serie triboeléctrica. Un ejemplo de materiales ordenados de más m ás positivo a más negativa es el siguiente: Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon, lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar,  polyester, poliuretano, vinilo (PVC), teflón. El vidrio frotado con seda provoca una separación de las cargas por que ambos materiales ocupan posiciones distintas en la serie triboeléctrica, lo mismo se puede decir del ámbar y del vidrio. Cuando dos materiales no conductores entran en contacto uno de los materiales  puede capturar c apturar electrones del otro material. La cantidad de carga depende depend e de la naturaleza de los materiales (de su separación en la serie triboeléctrica), y del área de la superficie que entra en contacto. Otro de los factores que intervienen es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas (entonces, la superficie de contacto es pequeña). La humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se recombinen las cargas. La presencia de impurezas en el aire tiene el mismo efecto que la humedad. En la escuela hemos frotado el bolígrafo con nuestra ropa y hemos visto como atrae a trocitos de papeles. En las experiencias de aula, se frotan diversos materiales, vidrio con seda, cuero, etc.. Se emplean bolitas de sauco electrizadas para mostrar las dos clases de cargas y sus interacciones. De estos experimentos se concluye que: 1. La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga. 2. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro un exceso de carga negativa. En cualquier  proceso que ocurra en un sistema aislado la carga total o neta no cambia. 3. Los objetos cargados con carga del mismo signo, se repelen. 4. Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.

 

 

6 

FORMAS FORMA S DE ELE CTRIZA CTRIZACIÓN: CIÓN:

Electrización por frotamiento  La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. modo . Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente

Electrización por contacto  La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva

Electrización por inducción  La electrización por influencia o inducción es e s un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente

 

7 

 

IV. 

MATERIALES Y EQUIPOS: 1. 

Una varilla de vidrio

2. 

Una varilla de acrílico.

3. 

Pelota de tecnopor.

4. 

Un soporte universal.

 

8 

 

5. 

Un hilo canuto.

6. 

Un tubo de plástico.

7. 

Pañuelo de seda. 8.  Pañuelo de lana.

 

9 

 

9. 

10. 

Porción de viruta de madera.

Papel de aluminio.

11. 

Alambre de cobre.( hacer bobina)

12. 

Clips

 

1

 

 

13. 

1 Pila D

14. 

Trozos de papel

15. 

Piel de animal

 

1

 

 

V. 

PROCEDIMIENTO: 1. 

El tubo de plástico con carga neta o sin carga se acercó lentamente a algunas virutas de madera que se encuentra en la mesa. Registre el efecto en la tabla.

2. 

El tubo de plástico con carga neta o sin carga se acercó lentamente a los trozos de papel que se encuentra en la mesa. Registre el efecto en la tabla.

3. 

El tubo de plástico con carga neta n eta o sin carga se acercó lentamente a la tira de  papel aluminio. Registre el efecto en la tabla.

4. 

El mismo procedimiento del 1 al 3 repetir para la varilla v arilla de vidrio y varilla de acrílico, registre los efectos que se observan en la tabla.

5. 

Frotar el tubo de plástico con la tela seda o lana p por or unos momentos, luego de esto se acercó el tubo plástico a las virutas. Registre el efecto en la tabla.

 

1

 

 

6. 

Se repite el procedimiento 5, pero acerque ac erque el tubo de plástico a los pedazos de  papel y tiras de papel aluminio respectivamente y anote el efecto en la tabla.

7. 

Luego repetir los procedimientos 5 y 6 para las varillas de vidrio y acrílico. Anote los efectos en la tabla.

8. 

Frotar la varilla de vidrio con el paño de seda y acercarla a la otra varilla de acrílico colocada en un soporte s oporte universal. Registre el efecto en la tabla.

9. 

Frotar el tubo de plástico con el paño de seda y acercarla a la varilla vidrio que se encuentra suspendida en el soporte universal. Registre el efecto en la tabla.

10. 

Frotar la varilla de acrílico con el paño de lana y acercarla al tubo de plástico

que se encuentra suspendida en el soporte universal. Registre el efecto en la tabla. 11. 

Primero enrolle el alambre de cobre sobre un clavo libre de óxido dejando libre los extremos.

12. 

Los extremos se conecta a una batería, se colocan pedacitos de metal cerca del electroimán. Registre el efecto en la tabla1. tab la1.

 

1

 

 

VI. 

PROCEDIMIENTO DE LOS DATOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Los efectos obtenidos y regístrelos en la Tabla.

Tabla de las varillas neutras (sin frotar): Varillas de: Plástico

Vidrio

Acrílico

PVC

Viruta de madera No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se

Trozos de papel No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se

Papel Aluminio No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se

Aserrín

Bola de tecnopor No se observó ningún efecto

No se observó ningún efecto No se observó No se ningún efecto observó ningún efecto No se No se observó

observó ningún efecto No se observó ningún efecto

observó ningún efecto No se observó ningún efecto

observó ningún efecto No se observó ningún efecto

ningún efecto observó ningún efecto No se No se observó observó ningún efecto ningún efecto

Papel Aluminio No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Se atraen

Aserrín

No se observó ningún efecto Se atrae poco

Trozos de papel No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Se atraen

Si hay una atracción

Fuerte atracción

Buena atracción

Tabla de las varillas frotadas con seda: Varillas de: Plástico

Vidrio

Acrílico

PVC

Viruta de madera Poca atracción

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Fuerte atracción

Bola de tecnopor No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Se atraen

 

1

 

 

Tabla de las varillas frotadas con franela: Varillas de:

Viruta de madera

Trozos de papel

Papel Aluminio

Aserrín

Bola de tecnopor

Plástico

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Si se atraen

No se observó ningún efecto Si se atraen

No se observó ningún efecto Si se atraen

Se atraen poco

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto

No se observó ningún efecto Si se atraen

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Si se atraen

Vidrio

Acrílico

PVC

No se observó ningún efecto

Se atraen poco

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto

Tabla de las varillas frotadas con piel de animal: Varillas de: Plástico

Vidrio

Viruta de madera Si se atraen

Acrílico

No se observó ningún efecto Si se atraen

PVC

Si se atraen

Trozos de papel No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Si se atraen

Papel Aluminio Si se atraen

Aserrín

Si se atraen

No se observó ningún efecto Si se atraen

Si se atraen poco Si se atraen

Si se atraen

Si se atraen

Bola de tecnopor Si se atraen

No se observó ningún efecto No se observó ningún efecto Si se atraen fuerte

1

 

 

 

VII.  1. ¿Por ¿Por

CUESTIONARIO: qué cuando se acerca un material a otra otr a se atraen o se repelan?

Por la carga eléctrica que poseen los cuerpos se encuentra de manera intrínseca causan interacciones electrostáticas y su polaridad de los materiales nos indicaran si se atraen o se repelen entre sí. ¿Cómo 2. ¿Cómo

se reconoce cuando un cuerpo está electrizado?

Porque al acercalo a otros objetos los empezara a repeler o atra atraer er según su polaridad del cuerpo cargado o electrizado. ¿Qué 3. ¿Qué

ocurrio cuando la varilla de vidrio, tubo de plastico y varilla acrilita al ser

frotados e interactuar con la pelota de tecnopor? La varilla de vidrio el tubo de plastico y la varilla fueron electrificados y empezaron a interactuar con esta pelota de tecnopor 4. Características Características

de los conductores, aisladores aisl adores y semiconductores.

  Los conductores son elementos que tiene como característica principal que son buenos



conductores de electricidad, además de ser en su mayoría metales   Los semiconductores tienen una resistencia alta al paso de electrones, la cual decrece con el aumento de temperatura.   Los aisladores tienen alta resistencia al paso de electrones que la mayoría no los dejan pasar





5. Elabore Elabore

una lista de conductores, aisladores y semiconductores

  Conductores: 

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Oro

Plata

Cobre

Hiero

Acero

Laton

Bronce

Mercurio

Grafito

Agua sucia

Laton

  Semiconductores:

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Cadmio

Boro

Aluminio

Galio

Indio

Germanio

Silicio

Fosforo

Arsénico

Antimonio

Telurio

Selenio

Vasos

Caucho

Petróleo

Asfalto

Fibra de vidrio

Porcelana

  Aislantes:



 

1

 

Cerámica

Cuarzo

Algodón seco

Plástico

Madera seca

Papel seco

Agua pura

Aire

Diamante

 

6. ¿Cuál ¿Cuál

¿Qué 7. ¿Qué

es la masa y la carga eléctrica del protón, del electrón y del electrón? Electrón (e):

Carga: -1,60217x10−9C

Masa: 9,1094x10−3Kg

Protón (p):

Carga: +1,60217x10−9C

Masa: 1,67262x10−27Kg

 Neutrón(n):

Carga:

0C

Masa: 1,674x10−27Kg

nombre recibió la electricidad que se obtenía del ámbar? ¿Y del vidrio al ser

frotados con piel y con seda respectivamente? La electricidad que se obtenía para materiales resinosos (ámbar, cera, caucho, etc.) al ser frotados con piel o lanas se le denominó denominó electricidad resinosa, y suele ser electricidad negativa. La La electricidad que se obtenía para materiales vítreos se le denominó electricidad vítrea y suele ser electricidad p positiva. ositiva.

8. ¿Cuáles ¿Cuáles

son las características de las cargas eléctricas?

car gadas pueden dividirse en positivas y La dualidad de la carga: Todas las partículas cargadas negativas de forma que las de un mismo signo se repelen mientras mientr as que las de signo contrario se atraen.

Conservación de la carga: En cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado se conserva, decir, la suma algebraica de cargas positivas y negativas presente en cierto instante noesvaría.

Cuantificación de la carga: La carga eléctrica siempre se presenta como un múltiplo entero de una carga fundamental, que es la del electrón.   9. ¿Se ¿Se

puede electrizar nuestros zapatos cuando interactúa sobre la superficie del piso o por

medio de la alfombra? Si se puede electrizar al ser frotado según el material que este hecho la suela de nuestros zapatos. 10. La

 

humedad influye en el proceso de electrización. Si o No. ¿Por qué sucede?

Si influye, sucede porque al electrificar un cuerpo y al estar en un ambiente húmedo esa1   que electricidad estática acumulada ya no pasa pasa a otro cuerpo como como normalmente lo haría sino se descarga en el agua en suspensión que que hay en el aire.

 

VIII. 

CONCLUSIONES

IX. 

 

Mediante los distintos experimentos logramos analizar las diferentes variedades de comportamiento de que puede tener una carga eléctrica en los materiales.

 

Comprobamos el magnetismo que puede tener un cuerpo electrizado, como sería una pila, mediante un electroimán y el uso de las bobinas.

 

Identificar los materiales que adquieren carga rápidamente y logran la atracción de algunos materiales como la viruta de madera y el papel.

SUGERENCIAS  

Una sugerencia para el mejoramiento del esta práctica es la mayor utilización de materiales para las experiencias e identificar más interacciones entre los materiales.  

Un experimento que se podría incluir seria mezclar las especias de sal y pimienta y luego carga la cucharilla frotándola contra la ropa (o el pelo) y acércala a la mezcla. Tanto la sal como la pimienta se verán atraídas por la cucharilla cargada con electricidad estática, pero solo la pimienta será lo bastante ligera como pegarse al cubierto de plástico.

 

1

 

 

X. 

BIBLIOGRAFIA Perez Montiel, H. (2016). Física 2, Volumen2. Mexico: Grupo Editorial Patria. 

Purcell, E. M. (2005). Electricidad y magnetismo. Madrid: McGraw-Hill. Raymond, S. A., & Jewett, J. W. (2008). Física: electricidad y magnetismo. Madrid: Cengage Learning Latin America. Victor M. Gonzalez C. Fundamentos de Fisica Volumen 2 https://www.fisicalab.com/apartado/carga-electrica#contenidos https://www.elespanol.com/social/20170629/227477410_0.html

 

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