Electrostática
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Electrostatica
Profesor: Francisco Javier Mendez Chavez
22 de Mayo de 2015
Resumen
Siendo un punto importante del electromagnetismo el estudio de la electrostatica nos
ayuda a comprender y observar los diferentes metodos de electri can siendo el mas basico
el frotamiento ,hasta la utilizacion de maquinas electrostaticas, las cuales nos ayudan a
observar el comportamiento de diferentes materiales al ser cargados, ya que mediante el
electroscopio determinaremos su capacidad de cargarse as como observar el signo de esta
y poder caracterizarlo como un conductor o aislante.
1. Objetivo
Comprobar la existencia de las fuerzas de
atraccion entre las cargas y observar las lneas
de fuerza del campo electrico. As como determinar
si un cuerpo esta cargado y si en su caso
estuviera cargado determinar el signo de la carga
tomando en cuenta lo anterior; determinar
si es un conductor o un material aislante.
2. Introduccion
La carga electrica de un cuerpo u objeto
es la suma de las cargas de cada uno de sus
constituyentes mnimos (moleculas, atomos y
partculas elementales). Por ello se dice que la
carga electrica esta cuanti cada. Existen dos
tipos de carga electrica, que se han denominado
cargas positivas y negativas. Las cargas
electricas de la misma clase o signo se repelen
mutuamente y las de signo distinto se atraen.
Hemos de considerar que la materia esta hecha
de atomos, y los atomos de partculas cargadas.
Un nucleo con neutrones y protones (de carga
positiva), rodeado de electrones (de carga
negativa). Normalmente la materia es neutra,
tiene el mismo numero de protones que electrones.
Estos ultimos son los que normalmente
se intercambian, si el cuerpo cede electrones
(queda cargado positivamente), si gana (queda
cargado negativamente).
Electrizacion: Cuando a un cuerpo se le dota
de propiedades electricas, es decir, adquiere
cargas electricas, se dice que ha sido electrizado.
Su estrechamiento o movilidad esta estrechamente
ligada al material del que esta constituido
el objeto. Por ejemplo si el material del
que se compone el objeto es madera, vidrio,
papel, plastico, o agua destilada, las partculas
cargadas no se desplazaran facilmente por
el objeto mas que en la region que es sometida
al proceso de electrizacion, ya que esos
materiales se consideran aislantes o malos conductores
de la electricidad. Basicamente se conocen
tres formas de electrizacion o procesos
para cargar electricamente un cuerpo: por frotamiento
o friccion, por contacto o conduccion
y por induccion.
Proceso de electrizacion por frotamiento
o friccion: Cuando ponemos un cuerpo cargado
en contacto con un conductor se puede
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dar una transferencia de carga de un cuerpo al
otro y as el conductor queda cargado, positivamente
si cedio electrones o negativamente si
los gano.
Proceso de electrizacion por conduccion
o contacto: Es necesario que el cuerpo previamente
electrizado entre en contacto con un
cuerpo neutro para que se lleve a cabo el proceso
de electrizacion por contacto o conduccion.
Esto sucede por que, al entrar los cuerpos en
contacto, los electrones se trans eren del material
que contiene un exceso de electrones al
otro. La distribucion uniforme de la carga en
el material que originalmente se encontraba en
estado neutro dependera mucho de que este sea
un buen conductor de la electricidad.
Proceso de electrizacion por induccion:
Un cuerpo cargado electricamente puede atraer
a otro cuerpo que esta neutro. Cuando acercamos
un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro,
se establece una interaccion electrica entre las
cargas del primero y el cuerpo neutro. Como
resultado de esta relacion, la redistribucion inicial
se ve alterada: las cargas con signo opuesto
a la carga del cuerpo electrizado se acercan a
este. En este proceso de redistribucion de cargas,
la carga neta inicial no ha variado en el
cuerpo neutro, pero en algunas zonas esta cargado
positivamente y en otras negativamente
Decimos entonces que aparecen cargas electricas
inducidas. Entonces el cuerpo electrizado
induce una carga con signo contrario en el cuerpo
neutro y por lo tanto lo atrae.
3. Desarrollo Experimen-
tal
Experimento 1: Electrizacion de un cuerpo
por frotamiento.
Procedimiento:
a) Frotamos la barra de vidrio con el pa~no
de lana, probamos acercandola a unos
trozos de papel. Se atrajeron.
b) Pasamos a probar la barra cargada con
el pendulo y se atrajo sin problemas a la
barra cargada.
c) Probamos con la barra de poliestireno, se
atrajo al material tambien.
d) Repetimos los pasos anteriores con el
electrodo de prueba, pero no se atrajo
el pendulo. El material fue un mal conductor.
Conclusion: Por efecto de la friccion,
los electrones externos de los atomos del pa~no
de lana son liberados y cedidos a las barras
(vidrio y poliestireno), con lo cual estas quedan
cargadas negativamente y el pa~no positivamente.
Provocando una fuerza de atraccion
en el pendulo.
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Experimento 2: Electrizacion por contacto.
Procedimiento: Tomamos la barra vidrio
cargada y la pusimos en contacto con el
electrodo de prueba, posteriormente pasamos
a acercarlo al pendulo.
a) Tomamos la barra vidrio cargada y la
pusimos en contacto con el electrodo de
prueba, posteriormente pasamos a acercarlo
al pendulo.
Conclusion: Es necesario aislar el electrodo
de prueba para que este no se descargue
y podamos electrizarlo por contacto. Se le
cedieron los electrones de la barra de vidrio,
provocando que el electrodo se cargara negativamente.
Experimento 3: Electrizacion por inducci
on.
Procedimiento:
a) Cargamos la barra de vidrio con el pa~no
de lana y lo acercamos a una barra de
metal sin tocarla para inducirle carga.
Conclusion: No pudimos observar la
atraccion por
...