Laboratorio electrostatica. Verificar la carga eléctrica de un cuerpo

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Verificar la carga eléctrica de un cuerpo

Facultad de Ingeniería y ciencias

Sastoque  García Dilan Santiago 1;Alzate Gómez Juan Fernando2;Cote Mendoza Edna Lisbeth; Herrera Barrera Carlos Andres 4

dsastoqueg@ucentral.edu.co1; jalzateg@ucentral.edu.co2; ecotem2@ucentral.edu.co3; cherrerab@ucentral.edu.co4

Universidad Central, Ingeniería Electrónica

Resumen. En esta práctica de laboratorio se puso a prueba la teoría de cargas eléctricas, donde esta señala que todo cuerpo tiene una carga eléctrica con protones y electrones que según su cantidad en el cuerpo determinarán si este está cargado negativamente o positivamente, dependiendo de la carga se establece  la atracción o repulsión entre cargas. Se  logró comprender los tipos de carga y su comportamiento en distintos materiales que fueron cargado eléctricamente por frotamiento con paños de: Seda, lima y piel de gato. Se observó la fuerza eléctrica de atracción o repulsión generada entre las varas.

Abstaract. In this laboratory practice was tested the electric charge theory,which shows that every particle has an electric charge with  protons and electrons,depending of the quantity it establishes the  attraction or repulsion between charges.It was possible to understand the types of charge and their behavior in different materials that were electrically charged by rubbing with clothes of: Silk, lime and cat skin. This was observed as the electrical force of attraction or repulsion generated between the rods.

1. Introducción

Todos los cuerpos pueden poseer carga positiva, negativa o neutral, ¿cómo se puede ver observar el fenómeno?¿como se puede determinar si dos cuerpos tienen cargas iguales o diferentes?

El experimento se desarrolló a través  de rozamientos a cuatro materiales (vidrio, metal, plástico, pvc) con diferentes tipos de superficies de las cuales algunas poseen mayor facilidad de transferir electrones, se realizaron las pruebas por contacto e inducción identificando así mismo los diferentes tipos de carga eléctrica y determinando las superficies que ceden o ganan electrones más fácilmente.

 Con el fin de solucionar este problema en la sección III, se podrá evidenciar la explicación de cada uno de los temas asociados; posteriormente en la sección IV y V, se encontrará la metodología y materiales utilizados para verficar la carga de los materiales; mientras que en la sección VI, se darán a conocer los datos obtenidos; en la sección VII, se mostrarán las conclusiones que resuelvan los objetivos planteados; y por último en la sección VII, presentarán los anexos a este informe.

1. Objetivos

1. 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.

2. Redescubrir la naturaleza  de la carga eléctrica para entender la base de los procesos eléctricos y electrónicos

3. Comprobar que todo cuerpo inicialmente está en estado neutro., y debido al frotamiento adquiere una determinada carga.

4. Detectar en un cuerpo la presencia de carga eléctrica y el signo de la misma.

5. Distinguir los materiales aislantes de los conductores.

6. Cargar objetos por conducción e inducción.

1. Marco Teórico

En la naturaleza, existe una magnitud fundamental que al igual que la masa,  es propia de todos los cuerpos, esta unidad que hace parte del Sistema Internacional (SI), se denomina carga eléctrica.

Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas. En cualquier elemento de la materia se encuentran unas partículas fundamentales que poseen cargas eléctricas, las cuales son: El electrón, el protón y el neutrón. El electrón por su parte es de carga negativa, y el protón de carga positiva. Se miden las cargas eléctricas en la unidad del (SI) la cual es el Coulomb C, y son cuantizadas; o sea que, por ejemplo como la carga del electrón es e =1.60210-19C solo su carga eléctrica  pueden ser expresada por múltiplos de su valor.

Un objeto se considera cargado eléctricamente cuando excede o carece de electrones; esto debido a que los cuerpos normalmente se encuentran en estado neutro por los átomos que lo conforman. O sea, que la cantidad de protones y electrones es la misma (eléctricamente neutro), si dejan de haber o se agregan electrones, entonces se dice que está cargado eléctricamente.  Los neutrones y protones se encuentran en el núcleo del átomo y se mantienen unidos entre ambos por la fuerza nuclear fuerte. Lo electrones por su lado, orbitan alrededor del núcleo del átomo y son susceptibles de salir del átomo cuando a este se le de energía para que brinquen entre átomos dependiendo de la conductividad del material.

Los electrones pueden ser conducidos sobre diferentes materiales, la propiedad de los materiales que permite que los electrones se transporten con mayor o menor facilidad entre los materiales recibe el nombre de conductividad eléctrica. Para la conductividad existen tres tipos de materiales: Conductores, semiconductores y aislantes.

Conductores: Son materiales que permiten un fácil flujo de electrones sobre ellos haciendo que estos pueden moverse libremente sobre la superficie del material.

Semiconductores: Estos materiales cuentan con propiedades conductivas como aislantes de corriente eléctrica.

Aislantes: Los aislantes son todos aquellos materiales que impiden totalmente el flujo de electrones en el material.

Los cuerpos pueden ser cargados de dos maneras: Por contacto y por inducción. Un cuerpo se  carga por contacto cuando este se encuentra eléctricamente neutro y hace contacto con otro cuerpo que esté eléctricamente cargado; lo que ocurre es que el cuerpo que está cargado se despoja de sus electrones, este cuerpo se carga electropositiva mente y el objeto al cual le transfiere electrones se carga negativamente.

La carga por inducción es aquella la cual se da al tener un objeto que sea conductor.

1. Metodología

El procedimiento para comprobar carga eléctrica de un material es:

1.Se frotaron las varas de diferentes materiales cada una con todos los paños para cargarlas eléctricamente

2.Se esparcio pequeñas cantidades de confeti sobre la mesa, luego de eso se acercó detenidamente cada vara al confeti a ver qué sucedía una vez hacían contacto ambos, identificando así la conductividad eléctrica que tenían las varas con el confeti

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