FORMAS DE CARGAR ELÉCTRICAMENTE UN CUERPO.

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

INGENIERÍA BIOQUÍMICA.

ELECTROMAGNETISMO.

PRÁCTICA #1: FORMAS DE CARGAR ELÉCTRICAMENTE UN CUERPO

EQUIPO #6

INTEGRANTES:

• Álvarez Pérez Laura Monserrat.
• Filio Ortega Mónica.
• García Ochoa Cinthya.
• Lima Sánchez Daniela.
• Soria Piñeda Alejandro.

GRUPO: 3301

PRIMER PARCIAL

FECHA DE ENTREGA: 18 de marzo de 2016

PERIODO: 2016-1

ÍNDICE

Introducción                                                                                3

Fundamentos Teóricos                                                                        4

Materiales y Metodología                                                                 5

Conclusión y Observaciones                                                                9

Fuentes de Información                                                                         10

INTRODUCCIÓN

Dentro de la ingeniería bioquímica muchas veces se puede dejar de lado la parte del electromagnetismo por no considerarla fundamental para los avances químicos que se van dando con el tiempo. Pero, esto no es más que una concepción vista desde un punto ajeno a la ingeniería pues tenemos que la enseñanza de los componentes del electromagnetismo es de vital importancia para la futura vida laboral.

Pero hablar de esta rama de la ciencia al nivel universitario que nos encontramos nos lleva a remontarnos a los primeros principios y aprendizajes que obtuvimos en cursos anteriores pero ahora con un enfoque a un grado mayor y de acuerdo a las necesidades que presenta el perfil de egreso del futuro ingeniero que se está formando.

Es por eso que en el presente trabajo explicamos las maneras de electrizar un cuerpo así como el proceso experimental que seguimos para reforzar el conocimiento que ya habíamos adquirido en otros lugares o bien, adquirir el conocimiento de un modo más completo. Pero la explicación no la hicimos solos sino que se tuvieron que revisar fuentes de información confiables que garantizaran que la información obtenida era correcta.

El trabajo tuvo algunas dificultades pero ninguna de ellas representó mayor problema.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

En la naturaleza, la mayor parte de los cuerpos están cargados de manera neutra; esta condición puede ser cambiada por la influencia de otro cuerpo cargado positivo o negativamente.

A este cambio de carga se le conoce como “electrización de cuerpos” y puede producirse de tres maneras diferentes:

• Frotamiento
• Contacto
• Inducción

• Frotamiento: En cualquiera de los fenómenos que ocurren por frotamiento, se pierden o se ganan electrones, pero la cantidad de electrones que cede un cuerpo es exactamente igual al número de electrones aceptados por el otro cuerpo. Es decir, el cuerpo menos conductor extrae a los electrones de las últimas capas (orbitales) de los átomos del otro cuerpo quedando, entonces con carga negativa. De este modo se puede explicar (desde la teoría atómica) el principio de conservación de la carga eléctrica propuesta por Benjamín Franklin.
• Contacto: Hablamos de una electrización por contacto cuando un cuerpo neutramente cargado ha sido electrizado por un contacto (eléctrico y mecánico) con un cuerpo previamente electrizado de manera positiva. Esto se debe a que los electrones previamente excitados, transfieren esa excitación a aquellos de valencia neutra y logra pasarlos a la banda de conducción. Esto se debe a que el cuerpo electrizado genera una región de campo eléctrico a su alrededor que interactúa con los electrones de la banda de valencia del cuerpo neutro y los excita haciendo que pasen al nivel energético de conducción.

• Inducción: Si se tiene un cuerpo neutro y se acerca otro cuerpo cargado (conocido como inductor), los electrones del inductor actúan acercándose o alejándose al cuerpo cargado de acuerdo con la ley de atracción y repulsión de cargas. Esto se debe a que el cuerpo electrizado genera una región de campo eléctrico a su alrededor que interactúa con los electrones de la banda de valencia del cuerpo neutro y los excita haciendo que pasen al nivel energético de conducción.

Problema: Nuestra problemática supone la descripción de los métodos de electrización de los cuerpos respondiendo a las interrogantes de por qué los cuerpos se atraen o se repelen; por qué nuestro cabello se levanta al frotarlo con un globo y por qué salen “Chispas” de luz en la oscuridad al cepillarlo. Así mismo, intentamos conocer aquellos materiales que son buenos o malos conductores.

Objetivo: Reconocer los diferentes tipos de electrización de los cuerpos mediante la práctica experimental para reforzar los conocimientos teóricos previamente investigados y analizados.

Hipótesis: En esta práctica esperamos que los cuerpos neutros se sientan atraídos por los cuerpos que tienen una carga eléctrica. En contraste también esperamos diferenciar que tipo de materiales son menos propensos a la conducción de electricidad por medio de la inducción o el contacto directo.

MATERIALES Y METODOLOGÍA.

Descripción de los materiales:

• Bola de unicel: Esta será del número 4 por lo que generará más peso para que el hilo pueda tener una mejor tensión, también esta puede estar cortada por la mitad para una mejor observación.
• Hilo: Está será una hebra larga (15 cm) y delgada de un material textil (el que se usa generalmente para coser). Será utilizado para colocarlo en caída libre desde la pinza de tres dedos hasta estar sujeto a la bola de unicel.
• Pañuelo de algodón: Pieza de tela cuadrada 20 x 20 cm que al ser frotado con algún objeto como por ejemplo el vidrio nos genera electricidad estática.
• Soporte universal: Es una pieza del equipamiento de laboratorio donde se sujetan en este caso la pinza de tres dedos.
• Globo: Recipiente de material flexible relleno generalmente de aire que absorbe electrones al ser frotado y este posteriormente es cargado. (Debe ser del número 9)
• Agitador de vidrio: Consiste en una varilla regularmente de vidrio que sirve para mezclar o revolver, en este caso se utiliza para ser frotado ´por el pañuelo y este ser cargado de carga positiva.
• Pinza de tres dedos: Tipo de sujeción ajustable, generalmente de metal, estará sujeto del soporte universal y de él se tensará el hilo.
• Regla de plástico de 30 cm: Será utilizada como un cuerpo cargado luego de que se frote con el pañuelo de algodón.
• Diferentes bolígrafos de plástico: Serán utilizados como cuerpos eléctricamente cargados luego de que se froten con el pañuelo de algodón.
• Trozos de papel bond: Debe estar cortado en cuadros pequeños no mayores a 1cm por lado.

Metodología

• Montar el dispositivo con el soporte universal y la pinza de 3 dedos como se muestra en el esquema 1.1[pic 1]

[pic 2]

• Partir la bola de unicel a la mitad e introducir el hilo dentro de ella para atravesarla. Debe realizarse un nudo al final del hilo para que la media esfera mantenga su lugar.  De este modo la esfera quedará suspendida del dispositivo armado en el paso anterior. Figura 1.2 [pic 3]

[pic 4]

• Inflar el globo de tal manera que pueda ser sujetado por el alumno sin mayor dificultad y que permita un trabajo cómodo, es decir, no debe ser muy grande ni muy pequeño.
• Frotar el globo con el pañuelo de algodón por unos 10 a 15 segundos.
• Acercar el globo ya frotado (cargado) a la bola de unicel suspendida y observar el comportamiento de esta. (Debe ser atraída hacia el globo como muestra la figura 1.3).[pic 5]

[pic 6]

• Registrar observaciones.

• Elegir de entre los compañeros del equipo a uno que lleve el cabello seco, limpio y sin rastros de fijador reciente.
• Tomar el globo y frotarlo en el cabello del compañero por unos 10 o 15 segundos.
• Despegar lentamente el globo del cabello del compañero y observar lo que ocurre con éste.
• Anotar observaciones.

El resultado del experimento debe ser similar al registrado en la figura 2.1[pic 7]

[pic 8]

• Esparcir los papeles previamente cortados en una superficie lisa y limpia.
• Cargar los bolígrafos y la regla de plástico frotándolos (uno por uno) con el paño de algodón del mismo modo en que hicimos con el globo en la experimentación anterior.
• Pasar uno por uno los bolígrafos y la regla cargados sobre el montículo de cuadros de papel y observar el comportamiento de éstos.
• Registrar observaciones.

CONCLUSIÓN Y OBSERVACIONES

Posibles fuentes de error

1.- El hilo que habíamos llevado en primer lugar no era el correcto para la tarea que pensábamos que desempeñaría. De acuerdo con nuestro procedimiento, la bola de unicel debía pender en caída libre sobre el soporte universal pero no fue así pues nuestro material se retorcía ligeramente dificultando la observación.

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