LABORATORIO DE TEMAS SELECTOS ELECTROMAGNETISMO Y ÓPTICA

Universidad Autónoma de Zacatecas[pic 1][pic 2]

Unidad Académica de Ciencias Químicas

Ingeniería Química.

LABORATORIO DE TEMAS SELECTOS ELECTROMAGNETISMO Y ÓPTICA

Docente: Dra. M. Isabel Pérez Martínez.

Alumnos:

Ana Sofía Barragán Nava, Diana Laura Carreón Molina, Jesús Antonio Fernández Saldaña, Gabriel Eduardo Muñoz Sánchez.

Laboratorio I: Carga eléctrica

16 de febrero 2020

Objetivo general: Observar la interacción de un cuerpo cargando con su entorno. Aprender que es y cómo funciona un electroscopio y poder usarlo como herramienta para  analizar dichas interacciones.

Introducción. La materia está formada por átomos y por mucho tiempo se creyó que eran indivisibles. Algunos siglos después se descubrieron las partículas subatómicas; los protones y neutrones con carga positiva y neutra respectivamente, ubicadas en el núcleo, además de los electrones que se encuentran en orbitales girando en torno a este. Es posible comprobar la existencia de estas partículas, analizando y experimentado sus comportamientos, un ejemplo claro de ello es el fenómeno de la  electricidad, causado por la liberación de los electrones que tienen carga negativa.

La interacción de las cargas del electrón y el protón, mantienen el átomo neutro (en caso de que exista la misma cantidad de cargas) o no. Sí un átomo de materia tiene más electrones que protones se dice que “está cargado negativamente“, al contrario, si un átomo tiene más protones que electrones se dice que “está cargado positivamente“.

El valor mínimo de carga  negativa y positiva presentes en la naturaleza es la de un electrón −1.6 x 10 -19 Coulomb y un para la carga positiva es la de un protón 1.6  x10 -19 Coulomb, las cargas están en términos de los electrones ya que requieren menos energía que los protones al ser removidos. Un modo fácil de “remover” electrones; es por medio de la fricción, es decir, frotar trozos de materia para desplazar electrones. Este fenómeno, junto con otro tipo de electrificaciones por contacto, también es conocido como triboelectricidad (Robert M., 1985), existe una lista que agrupa materiales en orden decreciente, de acuerdo a su capacidad de transferencia de carga, y también dependiendo de que signo tenga esta.

Regularmente los materiales con  tendencia a quedar cargados positivamente son aquellos conocidos como conductores, esto gracias a que permiten el flujo libre de electrones, es decir adquieren la carga pero así como la adquieren la pierden, mientras que los materiales conocidos como  aislantes se encuentran en la parte inferior de la serie triboeléctrica, gracias a que no permiten el flujo libre de electrones, de cierta manera guardan la carga eléctrica.

Otra forma por la cual la materia adquiere carga es por inducción es decir acercar un objeto cargado a uno neutro para inducir la carga polarizando el objeto. La última manera por la cual la materia adquiere carga es cuando dos objetos cargados en contacto se distribuyen uniformemente la carga.

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                 Figura 1: Serie triboeléctrica                            Figura 2: Carga por contacto e inducción

Existe una relación entre el producto de las cargas que interactúan y la distancia de una carga hacia otra; La fuerza es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas (Coulomb, 1784). La expresión matemática de la ley de coulomb esta expresada en la ecuación.1.

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    Ecuación 1: Ley de Coulomb

Donde F es la fuerza, Ke es una constante con un valor de x 109 Nm2/C2, Q1 y Q2 representan las cargas una distinta de la otra y finalmente r2 es la distancia que existe entre ellas.

Materiales:

Desarrollo:

Para la elaboración del electroscopio, es preciso hacer un gancho al alambre para que en este se puedan colocar las placas rectangulares de aluminio, después es necesario insertar el alambre adhiriendo con cinta a la tapa del frasco.

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Figura 3.  Elaboración propia 

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