FENOMENOS ELECTROSTATICOS

FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS

Electrostatic phenomena

Jhon Haider Rodriguez1, Luis Miguel Mejia2, Yonathan Espinosa Caviedes3

1jrodriguezr27@ucentral.edu.co

2lmejial1@ucentral.edu.co

3yespinosac@ucentral.edu.co

Fecha práctica 13/02/13; Fecha entrega de informe 21/02/13

Resumen

En la práctica de Fenómenos Electrostáticos lo que buscamos básicamente es comprobar que existen solo dos tipos de carga eléctrica, y así, determinar su comportamiento como una función de la cantidad de frotamiento y separación de los respectivos cuerpos cargados. Utilizando para esto varios tipos de materiales, que en principio desconocemos si son aislantes o son conductores.

Palabras claves: carga eléctrica, aislantes, conductores

1. INTRODUCCIÓN

Partimos de la base, en la que desconocemos la forma de cargar cuerpos; y sobre todo desconocemos el concepto “CARGAR”. Así de esta manera buscaremos distinguir los materiales aislantes de los conductores, también poder detectar en un cuerpo la presencia de carga eléctrica y el signo de la misma, para poder llegar a comprobar que existen solo dos tipos de carga eléctrica, y así, determinar su comportamiento como una función de la cantidad de frotamiento y separación de los respectivos cuerpos cargados. La idea es poder cargar varios tipos de objetos por inducción y por conducción, también podríamos detectar en un cuerpo la presencia de carga eléctrica y el signo de la misma, comprobar el hecho de que todo cuerpo está inicialmente en estado neutro y, debido al frotamiento, adquiere una determinada carga.

En lo que sigue del informe se plantea el marco teórico, es decir los conceptos, leyes y ecuaciones que sustentan esta práctica, en la sección 3 se presentan los datos y el tratamiento que se hace de ellos, en la sección 4 se presentan las gráficas y se hace el análisis de los resultados, finalmente en la sección 5 se presentan las conclusiones.

2. MARCO TEÓRICO

Nosotros sabemos que nuestro planeta está constituido de materia, y que esta materia tiene átomos y que estos átomos tiene una propiedad denominada “carga eléctrica”, esta propiedad al interactuar con la misma produce un fenómeno físico(eléctrico), es por esto que cuando una carga eléctrica se encuentra estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en el mismo espacio como son la atracción o la repulsión, esto depende de los tipos de carga que tenga, ya sea positiva o negativa. Este comportamiento puede resumirse diciendo que las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de distinto signo se atraen.

De acuerdo a lo anteriormente dicho esta atracción y repulsión depende también de el material con que está hecho cada objeto, por lo general los materiales tienden a ser clasificados como conductores o aislantes. Los conductores son aquellos materiales en donde las partículas cargadas se mueven a través del material libremente, esto quieres decir que transfiere fácilmente la carga, en cambio los aislantes son aquellos materiales que solo tienen partículas cargas en la parte frotada (cargada), mientras que el resto del material permanece neutro.

Cargas Eléctricas Por Frotamiento

El estado natural de los objetos es ser neutrales en cuanto a carga eléctrica. En otras palabras, tienen la misma cantidad de electrones que de protones, de modo que su carga global es cero.

No obstante, algunos materiales atraen electrones más que otros; es decir, son más electroafines que otros. Por tanto, al ser frotados dos materiales, el material más electroafín adquirirá una carga negativa porque atrae electrones hacia sí. Por el contrario, el material menos electroafín adquirirá una carga positiva porque pierde electrones.

Cargas Eléctricas Por Contacto

Se puede transferir electrones de un material a otro por simple contacto. Cuando ponemos una barra cargada en contacto con un objeto neutro se transfiere una parte de la carga a éste. Este método de carga se conoce simplemente como carga por contacto. Si el objeto es buen conductor la carga se distribuye en toda su superficie porque las cargas iguales se repelen entre sí. Si se trata de un mal conductor puede ser necesario tocar con la barra varias partes del objeto para obtener una distribución de carga más o menos uniforme.

Cargas Eléctricas Por Inducción

Existe Carga por inducción cuando un cuerpo con carga eléctrica se aproxima a otro neutro causando una redistribución, en las cargas de éste último, debido a la repulsión generada por las cargas del material cargado.

Para completar el proceso de carga por inducción se debe conectar brevemente el objeto a "tierra" y luego retirar el cuerpo cargado.

BUENOS CONDUCTORES MALOS CONDUCTORES

Plata Goma

Cobre Madera

Oro Plástico

Aluminio Cuarzo

Hierro Vidrio

Plomo Ámbar

3. DATOS Y TRATAMIENTO DE DATOS

Teniendo los equipos para nuestro laboratorio procedimos a hacer los respectivos ensayos con cada una de los diferentes tipos de tela y las barra de vidrio, plástico y metal, luego de esto siguiendo las instrucciones de la guía frotamos las barras con los diferentes tipos de tela una vez por inducción y otra por contacto a realizar esto observamos cada uno de los fenómenos ocurridos con las barras tanto por inducción como por contacto.

Después de observar que hay un material que es la barra de metal que es tan buen conductor que se carga por frotación, pero al acercarlo a otro tipo de material este mismo ya ha perdido todo tipo de carga, la única manera para poder observar este fenómeno con un conductor metálico, seria con algún tipo de mango aislante para que dicha carga no se distribuya por el material.

4. GRÁFICAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Con base a los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio, podemos afirmar lo siguiente: los materiales en su estado normal o neutro, contienen iguales cantidades de electricidad positiva y negativa, pero si se frotan dos cuerpos, por ejemplo, vidrio y seda, se transfiere una pequeña cantidad de carga de un cuerpo hacia el otro, alterando su neutralidad eléctrica. En este caso, el vidrio adquiere una carga positiva, en tanto la seda se carga negativamente.

Acrílico amarillo frotado con piel de gato - papel

Vara de vidrio frotado con piel de gato –

...