Practica de Laboratorio de Electrostática

 

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1. INDICE

CONTENIDO 1.

INDICE ............................................................. .............................................................................................. .................................................................. ................................................ ............... 2

2.

INTRODU INTRODUCCION CCION .............................. .............................................................. ................................................................. ................................................................. ................................ 3

3.

OBJETIVOS OBJETIVOS .............................. ................................................................ .................................................................... ................................................................... .................................... ... 4 3.1

4.

OBJETIVO GENERAL ......................................................... ......................................................... ………………………………………..4  

FUNDAMEN FUNDAMENTO TO TEORICO ...................................................................................... ................................................................................................................. ........................... 4 4.1

PRODUCCION PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITVA POR CONTACTO CONTACTO:: ........................................ ........................................ 4

4.2

BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR TRANSFERIR CARGA ELECTRICA: ................ 5

4.3

EL ELECTROSCO ELECTROSCOPIO PIO ............................................................... ................................................................................................ ................................................ ............... 6

5.

MATERIALE MATERIALES, S, EQUIPOS E INSTRUM INSTRUMENTOS ENTOS ............................... ............................................................... ..................................................... ..................... 7 5.1

MATERIALES DE LABORATORIO LABORATORIO ............................................................. ............................................................................................. ................................ 7

5.2

EQUIPOS DE LABORATORIO .............................................................. ............................................................................................... ..................................... .... 7

5.3

EQUIPOS DE LABORATORIO .. ................................... .................................................................. ............................................................... .............................. 7

6.

PROCEDIM PROCEDIMIENTO IENTO EXPERIMENTAL ................................. .................................................................. ............................................................... .............................. 7 6.1

PRODUCC PRODUCCION ION DE CARGA ELECTRICA POSITVA POR CONTACTO: CONTACTO: ......... ........................................ ............................... 7

6.2

BOLA DE PRU EBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR TRANSFERIR CARGA: ............................... ................................... .... 8

6.3

EL ELECTROSCO ELECTROSCOPIO PIO ............................................................... ................................................................................................ ................................................ ............... 9

7.

ANALISIS Y RESULTAD RESULTADOS OS ............................................................... ................................................................................................ .............................................. ............. 10

7.1

PRODUCC PRODUCCION ION DE CARGA ELECTRICA POSITVA POR CONTACTO: CONTACTO: ... ................................... ....................................... ....... 10

7.2

BOLA DE PRUEBA Y M MANGO ANGO AISLANTE PARA TRANSFER TRANSFERIR IR CARGA CARGA ELECTRICA: .................. 11

7.3 8.

ELECTROS ELECTROSCOPIO COPIO ............................................................. ............................................................................................. ......................................................... ......................... 11 CONCLUSIONES CONCLUSIONES ............................. ............................................................. ................................................................. ............................................................... .............................. 12

9.

BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA ................................ ................................................................. .................................................................. .............................................................. ............................. 13

10.

CUESTION CUESTIONARIO: ARIO: ............................................................... .................................................................................................. .......................................................... ....................... 13

 

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2. INTRODUCCION La electrostática es la parte de la física que estudia la electricidad en reposo, se preocupa de la medida de la carga eléctrica, de la cantidad de electricidad presente en los cuerpos y, en general en todo tipo materia, y de los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo.  reposo. 

El desarrollo de la teoría atómica permitió aclarar el origen y la naturaleza de los fenómenos eléctricos; la noción de fluido eléctrico,  eléctrico,  introducida por Benjamín Franklin (1706-1790) para explicar la electricidad, fue precisada a principios al descubrirse que la materia está compuesta de átomos y éstos a su vez por partículas que tienen propiedades propiedade s eléctrica eléctricas. s.

Como sucede con otros capítulos de la física, el interés interé s de la electrostática reside no sólo en que describe las características de unas fuerzas fundamentales de la naturaleza, y facilita la comprensión de sus aplicaciones tecnológicas. Desde el pararrayos hasta la televisión y una amplia variedad de dispositivos científicos y técnicos, que están relacionados con los fenómenos electrostáticos. Existen en la Naturaleza dos tipos de cargas,  pos itiva iti va y neg at ativa, iva,   y que la cantidad más pequeña de carga es el electrón (misma carga que el protón, pero de signo contrario). También se ha visto que existe una fuerza entre las cargas.

 

3. OBJETIVOS

3.1

Producir Carga Eléctrica Sobre Una Varilla De Vidrio

3.2 Transferir Carga Eléctrica De Un Lugar A Otro

3.3

Detectar La Presencia De La Carga Eléctrica En Objetos

4. FUNDAMENTO TEORICO

4.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO:

Estamos interesados en averiguar lo que le ocurre a los objetos al ser frotados entre si. Por lo general los objetos se encuentran en un estado neutro es decir con igual cantidad de cargas positivas + (protones) y cargas negativas - (electrones). En particular cuando se frota una varilla con un trozo de seda, el vidrio sede electrones, quedándose quedá ndose cargado positivamente (+), en tanto que la seda recibe electrones quedando cargado negativamente negativament e (-). La situación final de A y B suele mostrarse sencillamente en la Fig. y se dice que luego del contacto el vidrio se carga positivamente (+) y la seda negativamente (-). Hacemos notar que el papel de la frotación es aumentar el área de contacto entre los cuerpos, lo importante es el contacto estrecho. Es posible obtener también carga (+) sobre otros cuerpos usando otros materiales.

 

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4.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA ELECTRICA:

Cuando se produce carga en un lugar eléctrica en un lugar determinado, como por ejemplo en los recolectores de una máquina, o la esfera de un generador Van der Graf, puede ser necesario tomar una muestra de la carga producida y llevarla a otro lugar, por ejemplo, a un plano conductor, a un electroscopio o una botella ley ben. Esto se puede lograr mediante un sencillo dispositivo llamado "Bola de Prueba y mango  Aislante”, el cual está constituido por una esfera conductora (de metal) bien lisa y que va

entornillada a una varilla aislante (de acrílico).

O

Si la bola es más grande podrá recogerse y trasladarse más carga.

 

4.3 EL ELECTROSCOPIO

Se suele designar con el nombre de electroscopio a un envase cerrado sea de vidrio o metal dentro del cual se ha instalado un soporte dieléctrico dieléctr ico D por el cual pasa una varilla de metal denominada electrodo E y que lleva en el extremo superior una pequeña esfera de metal y en su parte inferior dos laminillas metálicas L (Fig.). Sirve para determinar si un objeto, por ejemplo una varilla tiene carga eléctrica. Para esto, el objeto deberá acercarse a la esfera del electrodo central E. Si posee carga producirá la separación de las laminillas. Cuando se toca con la varilla la esfera del electrodo central E estará recibiendo carga.

Por ser el electrodo E un conductor, la carga que recibe distribuirá en toda su superficie, en particular habrá carga en la parte inferior. Desde que las laminillas puedan desplazarse entonces por tener un mismo tipo de carga, se repelaran, quedando abierta, si recibe más carga, las laminillas se abrirán más.

 

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5. MATERIALES. EQUIPOS E INSTRUMENTOS

5.1 MATERIALES DE LABORATORIO

• 

Una varilla de Vidrio.

• 

Un trozo de Seda.

• 

Un secador de cabellos.

• 

Un electroscopio de hojuelas y agujas.

• 

Cable conector

5.2 EQUIPOS DE LABORATORIO

• 

Generador Van der Graaff

• 

Bola de Prueba.

• 

Una tela de 30x30 cm

• 

Un aparato

5.3 EQUIPOS DE LABORATORIO

• 

Un electroscopio

• 

Una varilla de virio con su tela de seda

• 

Una varilla de plástico negro PVC del equipo

6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

6.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO:

• 

Secamos las superficies de la v varilla arilla de vidrio y de la tela de seda, el electroscopio tiene su procedimiento de secado de vidrio.

• 

Disponga el equipo como esta en la Fig.

 

 

• 

Acerque lla a varilla de vidrio al electrodo central del electroscopio, observando que ocurre con las laminillas del electroscopio.

• 

Ahora presionando fuerte y en una sola dirección, frote la varilla de vidrio con la tela de seda y nuevamente acerque la varilla (ahora ya frotado) al electrodo del electroscopio.

• 

Finalmente toque el electrodo del electroscopio y observe lo que sucede.

6.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA ELECTRICA:

• 

Seque el mango de acrílico con la tela de felpa o con un secador de cabellos.

• 

Obtenga carga del generador Van der Graaf y deposítela en el electroscopio.

• 

Si desea recoger continuamente continuam ente carga, se puede desentornillar un poco la Bola y enrollar un alambre, el cual se conecta al objeto que está produciendo carga.

 

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6.3 EL ELECTROSCOPIO

• 

Acerque la varilla de vidrio a la esfera de E(esfera metálica) observe, toque la esfera E con la varilla de vidrio observe.

• 

Con el fin de obtener cargas positivas sobre la v varilla arilla de vidrio frótela con la tela de seda suave, observe.

• 

Paso b) Ahora acerque la varilla a la esfera de E(esfera metálica), observe toque la esfera de E(esfera metálica) con la varilla de vidrio cargada positiva con el objetivo de transferirr la carga, observe. transferi

• 

Acerque la varilla de plástico de color negro a la esfera de E(esfera metálica), observe, toque la esfera de E con la varilla de plástico negra, observe.

• 

Frote la varilla de plástico color negro con la tela seda gruesa acérquela a la esfera E, observe, toque la esfera de E(esfera metálica) con la varilla de plástico negra, observe.

 

 

7. ANALISIS Y RESULTADOS 7.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO:

• 

• 

Se observa que las agujas del electroscopio al ser acercadas con la varilla de vidrio en un inicio no mostraban reacción alguna pero después de ser frotada la varilla de vidrio con la tela esta produjo que las agujas del electroscopio se muevan con gran rapidez.

Se concluye que en un estado inicial la varilla de vidrio se encontraba cargada de manera neutra pero al ser frotada con la tela de seda esta se cargó positivamente lo que produjo una transferencia de electrones hacia el electroscopio moviendo las hojuelas del mismo.

 

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7.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA ELECTRICA:

• 

Se observa que la bola de prueba en su estado inicial al ser acercada sobre el electrodo del electroscopio esta no genera ningún movimiento sobre sus hojuelas, pero al ser cargada con el Generador van der Graaff esta se carga positivamente y una vez más acercada sobre el electroscopio esta produce movimiento sobre el electroscopio lo que significa que se realizó una transferencia de carga eléctrica.

7.3 ELECTROSCOPIO:

• 

Sé que la varilla al comienzo no tiene carga por tanto el electroscopio tampoco la tiene, luego de cargar positivamente la varilla acercamos la esfera y observamos que las laminillas se abren, luego ponemos el dedo y hacemos de conductor para restablecer la neutralidad del electroscopio

• 

Luego acercamos la esfera ponemos la varilla de plástico y esta se abre al electroscopio que está cargado positivamente y se abre mas significa que la varilla negra está cargada positivamente.

 

 

8. CONCLUSIONES

>

Podemos concluir que el método utilizado para producción de carga eléctrica es un método por frotamiento en cual consiste en frotar una varilla de vidrio (arrancando de esta manera las cargas negativas) y transfiriéndolas hacia el electroscopio.

>

La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga.

>

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.

>

Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen.

>

Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.

>

Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si la laminillas se abren significa que el objeto está cargado del mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.

 

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9.

BIBLIOGRAFIA

>

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_//elecmagnet/campo_electrico/fuerza/fuerza .html

>

http://ludifisica.medellin.unal.edu.co/recursos/videos/videos_experimentos_fisic a/ondas_electromagneticas/carga_contacto.html

>

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopio

>

http://www.famaf.unc.edu.ar/~anoardo/electrostatica.pdf

10. CUESTIONARIO:

Sabemos que el vidrio se carga + al ser frotado con seda. Identifique otro material que de carga + sobre su superficie al ser frotado con otra tela. El aluminio y el poliéster, el aluminio tiene tendencia a entregar electrones quedando cargado positivamente y el otro tiene tendencia absorber electrones quedando cargado negativamente.

Acerque la varilla de vidrio al electroscopio a) ¿Qué ocurre con las laminillas del electroscopio? En un estado inicial cuando la varilla se encuentra cargada de manera neutra esta no produce ningún tipo de movimiento sobre las laminillas del electroscopio.

b) ¿Qué implica esto? Esto implica que no se ha transferido ningún tipo de carga al electroscopio.

Ahora presionando fuerte y en una sola dirección, frote la varilla de vidrio con la tela de seda y nuevamente acerque la varilla de vidrio (ahora ya frotada) al electrodo del electroscopio. a) ¿Qué ocurre con las laminillas del electroscopio? Después de haber frotado la varilla de vidrio con la tela de seda podemos ver que acercándola al electroscopio esta produce movimiento y excitación en las laminillas del electroscopio, moviéndose y quedando inertes en una sola posición.

b) ¿Toque el electrodo del electroscopio, que sucede sucede con las laminillas? Después de haber transferido la carga positiva de la varilla frotada, esta dejo a las laminillas del electroscopio cargadas positivamente dejando las inertes en un posición, pero al ser tocado el electrodo con la mano esta produce que las laminillas caigan repentinamente lo que explica la transferencia de carga eléctrica.