Laboratorio física electrica

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOS

FÍSICA ELÉCTRICA

PRODUCCIÓN DE CARGA POR CONTACTO

JESSICA JOHANNA CASTILLO ACEVEDO (373139)

SILVERIO ESTEBAN RIAÑO SALINAS (400236)

HECTOR MANUEL TUNJANO FEIJOO (389898)

CRISTIAN FERNEY VELÁSQUEZ LAVERDE (387859)

OSCAR GRACIA

NRC: 39721

ZIPAQUIRÁ, COLOMBIA

SEPTIEMBRE DE 2015

PRODUCCIÓN DE CARGA POR CONTACTO

1. Objetivos.

    1.1 Producir cargas eléctricas sobre materiales por frotamiento.

    1.2 Estudiar y mostrar los efectos que producen los cuerpos cargados eléctricamente.

    1.3 Deducir cuando un cuerpo está cargado positivamente o negativamente.

    1.4 Interpretar los resultados dados en el experimento.

    1.5 Observar los efectos de atracción y repulsión entre los materiales cargados.

2. Teoría.

Cuando un cuerpo adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido cargado ó electrificado.

Para empezar, hay que considerar  que la materia está hecha de átomos, los cuales poseen unas cargar llamadas electrones (-) y protones (+). Normalmente la materia se encuentra neutra, esto quiere decir que tiene igual cantidad de protones y electrones.

A partir de esta teoría y varios experimentos realizados, se pudo comprobar que cuando dos materiales con cargas iguales están juntos estos se repelen, y, cuando dos materiales con  cargas diferentes están juntos se atraen.

[pic 1]

Imagen 1. [Imagen sin título de descripción del trabajo] Recuperado de http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ElectricidadCargayCorriente.htm

Otro punto importante es que la carga eléctrica siempre se conserva, esto quiere decir que cuando un objeto se frota con otro, no se crea carga en este proceso, si no que se debe a una transferencia de carga de un objeto a otro, el cual uno adquiere parte de la carga negativa y el otro adquiere la misma cantidad de carga pero positiva.

Robert Millikan descubrió que las cargas eléctricas se encuentran como un número entero de una cantidad básica de carga e. Las cargas están representadas por la letra q, y el cual se escribe de la siguiente manera:

[pic 2]

En donde N es un número entero y e es la carga del electrón.

Existen diferentes formas de electrificación de un objeto. Cuando un objeto o cuerpo está cargado eléctricamente y se pone en contacto con otro objeto inicialmente neutro, puede transferirle sus propiedades eléctricas; a este tipo de electrificación se le denomina por contacto. Existe la posibilidad de electrificar un cuerpo neutro mediante otro ya cargado sin ponerlo en contacto con él; este método se denomina por inducción.

Otro método de electrificación es por frotamiento. Este método se explica de la siguiente manera: Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y transferidos al tubo de plástico PVC, el cual este queda cargado negativamente y la lana queda cargada positivamente.

A partir de los métodos de electrificación de un cuerpo u objeto, los materiales se pueden clasificar en conductores, semiconductores y aislantes.

Los materiales conductores son aquellos que tienen electrones de valencia relativamente libres y son capaces de conducir la electricidad fácilmente. Algunos ejemplos de estos materiales son el cobre, oro, plata, aluminio, hierro, agua, entre otros.

Los materiales semiconductores tienen unas propiedades eléctricas en donde se ubican entre las correspondientes a los aislantes y conductores y entre los ejemplos de estos materiales se encuentra el silicio y germanio.

Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras y así proteger a las personas de las tensiones eléctricas y de posibles daños o cortos eléctricos. En su parte atómica, todos sus electrones están unidos al átomo y no pueden moverse libremente a través del material. Algunos ejemplos de estos materiales son el vidrio, la madera, el hule, la espuma, la cerámica, entre otros.

3. Aparatos, instrumentos y materiales utilizados.

     3.1. Esferas de icopor: Es un bloque macizo de poliestireno expandido utilizado como relleno de placas de concreto armadas en una o dos direcciones. Es dimensionalmente estable y no sufre alteraciones por la presión del concreto. Se fabrican industrialmente a la medida de los planos con flexibilidad de formas y tamaños.

     3.2. Papel aluminio: Es una hoja de metal el cual es sumamente flexible y puede ser doblada o cubrir objetos con mucha facilidad. Sin embargo, este producto es frágil, fácilmente se puede dañar. Dentro del experimento realizado en el laboratorio, es utilizada para envolver las bolas de icopor y para la realización del electroscopio.

     3.3. Cuerda o pita de cometa: Esta compuesta por dos o más pequeños filamentos de hilos torcidos. En el laboratorio es utilizada para colgar las dos bolas de aluminio.

     3.4. Tela de poliéster: Es  una fibra manufacturada cuya sustancia está formada por cualquier polímero sintético de cadena larga en el cual, al menos, el 85 por ciento (por peso) del polímero es un áster de ácido tereftálico. La mayoría del poliéster se hace de tereftalato de polietileno. Las propiedades de las telas de este material varían según su composición, estructura de la red y procesamiento. En el laboratorio es utilizada para frotar el tubo de plástico PVC y el acrílico.

     3.5. Bolsa de plástico: Es un objeto cotidiano utilizado para transportar pequeñas cantidades de mercancías. Introducidas en los años setenta, las bolsas de plástico rápidamente se hicieron muy populares, especialmente a través de su distribución gratuita en supermercados y otras tiendas. En el laboratorio es utilizada para frotar el tubo de plástico PVC y el acrílico.

     3.6. Acrílico: Es un Termoplástico rígido excepcionalmente transparente. En su estado natural es incoloro pero se puede pigmentar para obtener una infinidad de colores. También se puede dejar sin pigmento para producir una lámina completamente transparente.

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