INSTRUMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO

• Electróforo

Es un generador de electricidad estática de tipo capacitivo formado por un condensador de plato simple, operado manualmente. Produce cargas electrostáticas mediante un proceso de inducción electrostática.

Frotamos la superficie superior de la lámina aislante con la lana a fin de que la superficie quede cargada negativamente por fricción. Una vez que el aislante está cargado, acercamos el disco metálico agarrándolo por el mango, con lo que tanto el disco conductor como el aislante se polarizan, situándose las cargas negativas del conductor en la superficie superior como consecuencia de la repulsión ejercida por las cargas negativas que el aislante tiene en su superficie.

Colocamos el disco conductor encima del aislante, tocándose. Como el aislante tiene exceso de carga negativa su potencial es negativo, como están próximos, el potencial del disco metálico neutro también es negativo.

Conectamos el disco conductor a tierra (si no tenemos algo que sirva de toma de tierra, basta con que lo toquemos con un dedo), como la tierra está a potencial 0 V y el disco metálico tiene un potencial negativo, el disco tiende a perder carga negativa. Se origina una corriente de carga negativa (electrones) desde el disco hasta la tierra, que cesa cuando el potencial del disco es 0 V. Esto sucede cuando el disco queda cargado positivamente de forma que su potencial positivo se anula con el negativo generado por el aislante, con lo que el potencial total es 0 V.

Desconectamos el disco metálico de la toma de tierra, el potencial eléctrico sigue siendo de 0 V.

Separamos el disco metálico del aislante, agarrándolo por el mango, ya que si tocásemos el disco con la mano, en el momento en que alejásemos el disco de la lámina aislante, el potencial del disco pasaría de ser 0 V a tener potencial positivo, con lo que electrones de nuestro cuerpo pasarían al disco, descargándolo.

Ahora el disco metálico ha quedado cargado positivamente, si tiene una carga suficiente y acercamos un dedo al disco sin tocarlo, veremos que salta una chispa de nuestro dedo al disco, quedando así descargado.

• Electrómetro

Se denomina electrómetro a un electroscopio dotado de una escala. Los electrómetros, al igual que los electroscopios, han caído en descenso debido al desarrollo de instrumentos electrónicos de precisión.

Uno de los modelos de electrómetro consiste en una caja metálica en la cual se introduce, debidamente aislada por un tapón aislante, una varilla que soporta una lámina de oro muy fina o una aguja de aluminio, apoyada en este caso de tal manera que pueda girar libremente sobre una escala graduada.

Al establecer una diferencia de potencial entre la caja y la varilla con la lámina de oro (o la aguja de aluminio), esta es atraída por la pared del recipiente. La intensidad de la desviación puede servir para medir la diferencia de potencial entre ambas.

• Electroscopio

El electroscopio es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está cargado eléctricamente. El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgado. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.

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

Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.

• Botella de Leyden

La Botella de Leyden también conocida como Botella de Leiden, es un dispositivo eléctrico realizado con una botella de vidrio que permite almacenar cargas eléctricas. Históricamente la botella de Leyden fue el primer tipo de condensador (eléctrico).

La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador. La varilla metálica y las hojas de estaño o aluminio conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico (aislante) entre las dos capas del condensador.

• Condensador eléctrico

Un condensador eléctrico o capacitor es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe

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