Electrostatica

Electrostática.

¿Qué es la electrostática?

Podríamos decir que es el área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo.

¿Qué entenderemos como carga eléctrica?

Ya desde la antigüedad se sabía que al frotar objetos se obtenía como consecuencia la propiedad que adquirían para atraer pequeñas partículas. Posteriormente se descubre que dos objetos de la misma naturaleza frotados por un mismo objeto se repelen entre sí, por ejemplo dos barras de caucho frotadas con un paño; al acercar entre sí las barras estas se repelen. También se descubrió que dos materiales distintos al ser frotados por un mismo objeto tiene la propiedad de atraerse, por ejemplo una barra de caucho y una de vidrio frotadas por un paño; al acercarse entre sí éstas se atraen. Bueno, entonces se dijo que unos tenían carga eléctrica de un tipo y los otros de otro tipo.

Posteriormente fue Benjamín Franklin quien les asignó los nombres de cargas positivas y cargas negativas.

¿Cuándo un cuerpo está cargado eléctricamente?

Un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y éstas están formadas por átomos. Los átomos poseen, básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y los protones tienen propiedades eléctricas mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se les asignó la propiedad de tener carga negativa y a los protones carga positiva. Se dice, entonces, que un cuerpo está cargado negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado positivamente si tiene una ausencia de electrones, es decir, si tiene más protones que electrones.

Material:

1 juego de accesorios de la cuba electrostática

1 péndulo eléctrico

1 barra de vidrio

1 electrodo de prueba

1 paño de lana

1 agitador

4 cables de conexión

1 generador de Van de Graaff

1 barra de poliestireno

1 barra de hierro

1 paño de nylon

1 soporte aislante

Aceite de ricino

Desarrollo experimental.

1.- Electrización de un cuerpo.

Existen tres procedimientos por medio de los cuales los cuerpos pueden electrizarse: Por frotamiento, por contacto y/o por inducción.

1.1.- Electrización por frotamiento

Procedimiento:

a) Frote la barra de vidrio con el paño de lana. Acérquela a algunos trocitos de papel.

b) Nuevamente frote la barra de vidrio con el paño de lana y aproxímela sin tocar, a la esfera de sauco del péndulo eléctrico.

c) Ahora frote la barra de poliestireno y aproxímela al péndulo eléctrico.

Repita el procedimiento anterior con el electrodo de prueba plano en su parte metálica. Explique detalladamente sus observaciones.

Observaciones:

Al frotar con la barra de vidrio esta queda cargada, así que al acercarla a los pedazos de papel estos son atraídos a la barra de vidrio, esto pasa solo hasta que los 2 queden con carga neutra

1.2.- Electrización por contacto

Procedimiento: Tome la barra de vidrio, cargada previamente por frotamiento con el paño de lana y póngala en contacto con el electrodo de prueba plano, como se le indica, y acérquelo a la esfera del péndulo eléctrico.

Repita el procedimiento anterior usando la barra de poliestireno. Descargando previamente el electrodo de prueba con los dedos.

Observaciones:

En esta parte se tuvo que cargar la barra de vidrio con el paño de lana y tocar el electrodo de prueba y así acercarlo al péndulo y a los pedazos de papel, al hacerlo observamos que atrae el péndulo al igual que los papeles pero no con tanta fuerza.

1.3.- Electrización por inducción.

Frote la barra de vidrio con el paño de lana y acérquela a la barra de metal, sin tocar, observe la esfera del péndulo eléctrico. Sin dejar de observar aleje la barra de vidrio cargada.

Repita el experimento anterior, pero ahora, antes de retirar la barra de vidrio cargada eléctricamente, toque con su dedo la barra de metal.

En esta parte frotamos la barra de vidrio con el paño de lana y se acercó a la barra de metal, sin tocar. Al hacerlo se puede observar que la bola de poliestireno del péndulo se repele debido a la carga obtenida.

2.- Clases de Carga Eléctrica y Fuerzas de Origen Eléctrico

Procedimiento: Toque con la barra de vidrio, frotada con el paño de lana, la esfera de medula de sauco del péndulo durante un corto intervalo de tiempo.

Observaciones:

Se presentó una atracción hacia la misma pero después presento repulsión. Con la barra de poliestireno paso lo mismo solo que con menor fuerza.

3.- Conductores y aisladores.

Procedimiento: Toque el extremo A de la barra de poliestireno con la barra de vidrio cargada previamente, por frotamiento con el paño de lana. Observe el péndulo eléctrico.

Descargue la barra de vidrio y colóquela en el soporte aislante, en lugar de la barra de poliestireno y cargue esta última repitiendo el experimento.

4.- Espectros del Campo Eléctrico.

Dispositivo.- Vierta el aceite de ricino en la cuba electrostática, hasta tener una capa de 4mm de profundidad. Espolvoree un poco de aserrín e instale una lenteja y el arillo grande, en los porta electrodos de la cuba y estos a su vez conéctelos a tierra y a la esfera del generador de Van de Graaff, respectivamente.

Procedimiento:

Ponga a funcionar el generador y observe lo que sucede con el aserrín. Realice un dibujo del espectro observado.

Realizado lo anterior desconecte el generador, pero antes descárguelo tocando la esfera con un alambre, conectado previamente a tierra, y remueva por medio del agitador el aceite de ricino del aserrín e invierta

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