300370771-electroscopio-practica-de-laboratorio-informe.docx

consistía básicamente de 13 pasos en los cuales se quería ver experimentalmente la diferencia de cargas entre los materiales del laboratorio, solo era necesario un cargue de energía mediante un frotamiento ligero y en

EL ELECTROSCOPIO

cada una de las barras seleccionadas fuerte en cada paso y deducir que carga quedaba en el electroscopio.

Sergio Alejandro Gutierrez1, Camilo Prieto2, Diego Mauricio Muñoz2 Universidad de la Salle, Bogotá, Colombia.

Resultados: se aprecio que en cada uno de los experimentos los resultados frente a que si se abrían o no las laminas con una barra o

RESUMEN

la otra fueron siempre los mismos, la única Introducción: El electroscopio es una

diferencia es que con la barra de ebonita se

herramienta el cual nos permite observar las

apreciaba una carga negativa y con la barra

reacciones que existen entre las cargas y

de vidrio se vio una carga positiva.

comprender el principio de la Ley de Coulomb (cargas de mismo signo se repelen y cargas de signo opuesto se atraen), todo esto se logra gracias a los instrumentos de laboratorio que son los instrumentos que permiten observar estos fenómenos y donde se establece que la materia está constituida por átomos, los cuales le dan propiedades a

Conclusión: se concluyo que mediante la ejecución del frotamiento de la barras se logran arrancar las cargas necesarias para transferir al electroscopio. Palabras claves: electroscopio, carga por contacto,

cargas

eléctricas,

carga

por

inducción, material conductor.

la materia debido a la fuerza existente entre el núcleo y los electrones.

ABSTRACT

Objetivo: Observar la presencia de la fuerza

The electroscope is a tool which allows us to

entre cargas eléctricas y los diferentes

observe the reactions between the burdens

comportamientos

and understand the principle of Coulomb's

de

los

materiales

a

trabajar.

law ( charges repel and opposite sign charges attract) , all this is achieved using

Metodología:

mediante

el

uso

del

electroscopio se realizo la practica, la cual

the

instruments

What

are

laboratory

instruments to observe these phenomena

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and which states that the this Substance consisting of atoms, which give property matter due to the force between the nucleus MARCO TEORICO

and electrons . Keywords: electroscope, load for contact,

El electroscopio es una herramienta la cual

electric charge, load by induced, inductive

nos ayuda a darnos cuenta de la presencia

material.

de

cargas

en

diferentes

materiales

conductores; se compone de una varilla de INTRODUCCION

metal que termina con dos hojas de oro o aluminio, estas dos laminas tienen que estar

En este informe se puede ver como por

en un lugar que no afecte las corrientes de

medio de un electroscopio los diferentes

aire. Cuando se toca la varilla con un cuerpo

tipos de cargar que existen en la naturaleza,

cargado por medio de el rozamiento, las

y estas a su vez se relacionan con el campo

láminas obtienen una carga del mismo signo

gravitacional en donde la gravedad es la

por lo tanto estas se repelen.

principal variable. En el laboratorio podemos encontrar las diferentes interacciones que hacen las cargas con una variedad de materiales que estos así mismo pueden clasificarse en conductores o aislantes de estas cargas. Los conductores son aquellos que facilitan la movilidad de la carga eléctrica a través de ellos y los aislantes los cuales son todo lo contrario, son aquellos que no permiten

la

movilidad

de

las

cargas

eléctricas. Existen cargas negativas y positivas estas a su vez tienen una repulsión y atracción entre estas cargas, es decir, las cargas de igual signo (negativo-negativo; positivo-positivo)

Un material conductor es el cual las cargas

son las que se repelen y las cargas de

pueden moverse libremente por el mismo,

diferente

por ejemplo: cobre, aluminio etc…

signo

(negativo-positivo

y

contrario) este tipo de cargas se atraen.

al

En el momento de acercar un conductor a un cuerpo cargado ocurre algo muy partículas;

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si acercamos un cuerpo con una carga

inicialmente neutros son cargados al ser

positiva, las cargas negativas del conductor

frotados entre sí, la carga no se crea en el

experimentan una atracción hacia el cuerpo

proceso. Los objetos se cargan debido a

con carga positiva. Por consiguiente estas se

que la carga negativa se carga de un

acumulan lo más cercano al cuerpo, por otro

objeto a otro. Un objeto gana cierta

lado, las cargas positivas experimentan una

cantidad de carga negativa, mientras que

fuerza de repulsión y se acumulan en la

el otro pierde una cantidad igual de carga

parte más lejana del cuerpo. Lo ocurrido es

negativa y por lo tanto queda con carga

un desplazamiento de cargas pero de todas

positiva

formas el conductor queda con la misma



Por último, se dice que la carga está

carga nula (el mismo número de cargas

cuantizada, lo cual significa que la carga

positivas y negativas).

se presenta en la naturaleza como

Cuando pasamos al electroscopio, el cuerpo

paquetes discretos.

cargado positivamente atraerá a la zona más cercana a las cargas negativas, como vimos anteriormente, y las cargas positivas se irán distribuyendo por las láminas en el lado más lejano del cuerpo cargado lo que acontecerá de

que

estas

laminas

se

separaran.

Después, alejando el cuerpo con carga positiva las dos cargas presentes en el electroscopio vuelven a distribuirse y las láminas quedan en posición normal. Propiedades de la carga eléctrica: 

Existen dos tipos de carga ecléctica: carga positiva y carga negativa. Las cargas de igual signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen. Esto implica que la carga tiene un atendencia natural a ser trasferida entre materiales diferentes.



La carga eléctrica siempre se conserva. Esto significa que, cuando dos objetos

Campo Eléctrico El campo eléctrico es el cual existe en la región que está rodeada por un conjunto de cargas puntuales. Y este a su vez es campo vectorial de alguna carga puntual el cual sufre efectos de una fuerza eléctrica. Se conoce que la materia esa formada por átomos, que a su vez estos tienen un núcleo en el que se encuentran partículas llamada protones (una carga eléctrica positiva), otras llamadas neutrones (con una carga eléctrica neta) y otras que giran alrededor del núcleo que se denominan electrones (con una carga negativa). En el estado normal del átomo posee la misma cantidad de protones y electrones, es decir, conserva una carga eléctrica completamente neutra. Este átomo cuando pierde electrones queda con una carga eléctrica positiva y a su vez cuando gana

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electrones

queda

cargado

eléctricamente negativo, un proceso sencillo

4. Se cargó por contacto con una barra de

de experimentar de cómo se gana o pierde

ebonita el electroscopio, luego se tocó la

electrones es pro medio del frotamiento.

esfera del electroscopio con el dedo (polo

Existen varios tipos de materiales los cuales

a tierra).

son más susceptibles a ganar o en distinto

5. Se repitió el paso 4 pero con una barra de

caso a perder electrones y quedar cargados eléctricamente

ya

sea

positiva

o

vidrio 6. El electroscopio se cargó por contacto

negativamente.

con una barra de ebonita, luego se acercó, sin tocar, una barra de vidrio

METODOLOGIA

previamente cargada. Se retiró la barra de vidrio y se acercó una barra de ebonita

Para llevar a cabo la práctica, se necesitan

(cargada), sin tocar, a la esfera del

los siguientes materiales: 

Un electroscopio



Barra de ebonita



Barra de vidrio



Pedazos

de

electroscopio. 7. Seguidamente se repitió el paso anterior, intercambiando la barra de ebonita por una de vidrio.

tela

de

diferentes

8. Luego

contexturas

se

electroscopio

acercó, una

sin

barra

tocar, de

al

ebonita



Alambre de cobre



Cuerda de hiRegla de madera

contacto a tierra tocando la esfera del

Se realzaron los siguientes pasos, basados

electroscopio. Por último, se retiró el

en la guía:

contacto a tierra y después la barra de

1. Se froto fuertemente la barra de ebonita

ebonita, en ese orden.

contra un pedazo de tela y después se

cargada, sin retirar esta última, se hizo

9. Se repitió el paso 8, cambiando la barra de ebonita por la de vidrio.

acercó, sin tocar, a la esfera del electroscopio, y finalmente se retiró.

10. Después se realizó de nuevo el paso 8,

2. Se froto de nuevo la barra de ebonita, pero esta vez se tocó la esfera (carga por contacto) del electroscopio. 3. Se realizó de nuevo los pasos 1 y 2, cambiando la barra de ebonita por una de vidrio, previamente calentada.

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pero se retiró primero la barra de ebonita y luego el contacto a tierra.

11. Se unió dos electroscopios por medio de un alambre de cobre, luego se acercó una barra de ebonita cargada a uno de ellos. Finalmente se acercó la barra de ebonita cargada a la mitad del alambre. 12. Se procede a repetir el paso anterior, cambiando el alambre de cobre por una cuerda de hilo.

Ilustración 1. Acercamiento de barra

13. Para finalizar la práctica, se repite de

2. Cuando

nuevo el paso 11, cambiando el alambre

se

toca

la

esfera

del

electroscopio con la barra de ebonita

de cobre por una regla de madera.

previamente cargada, las láminas se abren, pero al retirar la barra de ebonita,

ANALISIS Y RESULTADOS

las láminas siguen abiertas. Los resultados de cada uno de los pasos

Gracias al exceso de electrones de la

descritos en la metodología fueron los

barra de ebonita, al tocar la esfera del

siguientes:

electroscopio,

1. Se observó que cuando se acerca la

electrones hacia el electroscopio; queda

se

transfieren

estos

cargado negativamente.

barra de ebonita cargada a la esfera del electroscopio, las láminas empezaron a abrirse y cuando se retiró volvieron a su estado original. Esto se dio porque al frotar la barra de ebonita

con

el

paño

se

carga

negativamente; cuando se acerca a la esfera del electroscopio, los electrones de esta se van hacia las láminas (repulsión) y los protones son atraídos lo más cerca posible

hacia

la

barra

de

ebonita

Ilustración 2. Carga del electroscopio por contacto

3. Al

aproximarse

la

barra

de

vidrio

(atracción). Cuando la barra es retirada,

previamente cargada hacia electroscopio,

el electroscopio vuelve a estar neutro.

los electrones se van hacia las láminas (repulsión), los protones por el contrario se acercan lo más cerca de la barra.

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Cuando se toca el electroscopio con la barra de vidrio hay una transferencia de electrones desde la esfera hacia la barra de vidrio, tratando de compensar el déficit de

electrones

electroscopio

de

esta

última.

queda

El

cagado

positivamente. Ilustración 3. Proceso de descarga del electroscopio haciendo polo a tierra

5. Como ya sabemos que por contacto con la

barra

de

vidrio

(cargada

positivamente), el electroscopio queda con

carga

positiva

(ausencia

de

electrones), al tocar con el dedo la esfera (polo a tierra), la falta de electrones se Ilustración 5. acercamiento de la barra

compensa, pues los electrones viajan a través de tierra hacia el electroscopio.

Ilustración 4. Carga del electroscopio por contacto

4. Al cargar el electroscopio por contacto con una barra de ebonita, este queda con

carga

negativa

como

se

vio

previamente, al hacer polo a tierra, estos electrones de más que se encuentran en las láminas del electroscopio, se dirigen a tierra. El electroscopio vuelve a un estado neutro. Ilustración 6. Proceso de descarga del electroscopio haciendo polo a tierra

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6. Cuando la barra de vidrio (cargada

8. Carga

de

un

electroscopio

por

positivamente) se acerca, sin tocar, al

inducción: Cuando se acerca la barra

electroscopio (cargado negativamente

de ebonita sucede lo mismo que el paso

por contacto), las láminas se cierran y

N°1, al hacer contacto a tierra, el

posteriormente al retirar la barra se

electroscopio

abren de nuevo. Pero cuando es la barra

positivamente, pues sus electrones se

de ebonita la que se acerca a la esfera,

dirigen a tierra; asi al retirar la barra de

las láminas no tienen movimiento alguno,

ebonita el electroscopio sigue con carga

pues la fuerza de repulsión es baja.

positiva.

a)

c)

b)

a. Electroscopio cargado negativamente b. La barra de vidrio atrae a los electrones; las láminas se cierran. c. La barra de ebonita provoca una fuerza de repulsión.

7. Cuando la barra de ebonita (cargada negativamente) se acerca, sin tocar, al electroscopio (cargado positivamente por contacto), las láminas se cierran y posteriormente al retirar la barra se abren de nuevo. Pero cuando es la barra de vidrio la que se acerca a la esfera, las láminas no tienen movimiento alguno, pues la fuerza de repulsión es muy baja.

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queda

cargado

9. Cuando se acerca la barra de vidrio sucede lo mismo que el paso N°3, al hacer contacto a tierra, el electroscopio queda cargado negativamente, pues por el polo a tierra entrar una cantidad de electrones; asi al retirar la barra de vidrio el

electroscopio

sigue

con

carga

negativa.

11. Se unen dos electroscopios con alambre de cobre, al acercar la barra de ebonita cargada a uno de ellos, se observó como las láminas de los dos instrumentos se abrieron lo mismo ocurrió cuando la barra de ebonita se acercó a la mitad del alambre que las unía. El alambre de cobre es un excelente conductor. 10. Al

acercar

la

barra

de

ebonita

(previamente cargada) al electroscopio, esta se carga negativamente (laminas abren), cuando se hace el polo a tierra, las láminas se cierran (el exceso de electrones escapa por tierra); pero al retirar la barra de ebonita, los electrones ahora se dirigen hacia el electroscopio, queda neutro.

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13. Se realizó de nuevo el paso 11, esta vez en vez de alambre de cobre se usó una regla de madera, ocurrió el mismo efecto del 11, pero con menos intensidad que el del alambre y la cuerda de hilo, es decir las laminillas abrieron menos que con el hilo; La regla de madera no es un muy buen 12. Se realizó de nuevo el paso 11, esta vez en vez de alambre de cobre se usó cuerda de hilo, ocurrió el mismo efecto del 11, pero con menos intensidad, es decir las laminillas no abrieron mucho; el hilo no es un muy buen conductor comparado con el alambre de cobre.

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conductor

comparado con el

alambre de cobre y la cuerda de hilo.

CONCLUSIONES 

BIBLIOGRAFIA

Cuando un cuerpo se frota la carga se

-

Guia de laboratorio #1 – electroscopio.

transfiere de un cuerpo al otro, uno de los

-

https://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopi

cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro un exceso de carga negativa. 

Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga electrica aproximandolo a la esfera, si las laminas se abren significa que el objeto esta cargado del mismo tipo de carga que el electroscopio, de lo contrario si se unen entonces tanto el electroscopio como el elemento tienen signos de cargas diferentes.



Se puede inferir que para oder descargar un objeto basta con tan solo hacerle un poco de polo a tierra para que se puedan liberar ya sean los protones o los electrones que tiene de mas y poder quedar en un equilibrio.



Se consiguio un orden según el grado de paso electrico por cada uno de los elementos

que

conectaban

los

electroscopios. 1- el alambre de cobre, 2el palo de madera, 3- la piola. 

La

madera

tecnicamente

no

es

conductora de energia pero al transcurrir el tiempo y al ser tratada, minerales pudieron quedar incrustados dentro de esta por lo tanto permiten el flujo de energia.

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o