Informe De Fisica Electricidad

ELECTRIZACION AUTORES:  Mi gue l To rr en eg ra.  Dair o Za baleta.  Wi llia m Cor on el. EMAIL:

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UNIVERSIDAD DEL NORTE AGOSTO DEL 2008 ABSTRACT The concept of electricalization is defined as the effect of winning or losing electric charges, usually electrons. Through this report will analyse the different methods to charge an object through an experiment conducted in physics class using appliances such as electrometer which measured the electrical load and the Faraday’s cage which one of its most important features is to isolate an electric field. Key words: power supply, electrons, Faraday’s cage.

RESUMEN El concepto de electrización se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones. Por medio de este informe analizaremos algunos de los diferentes métodos o formas que existen para cargar un cuerpo eléctricamente mediante un experimento realizado en el laboratorio de física electricidad utilizando aparatos tales como electrómetro el cual medirá la carga y la jaula de Faraday la cual su mayor característica es aislar un campo eléctrico.

Palabras claves: eléctricos, jaula de Faraday.

Carga eléctrica, electrones, conductores

OBJETIVOS: Generales: Tener claro conceptos que serán indispensables para realizar la experiencia tales como: carga eléctrica, conductores eléctricos, electrómetro y jaula de Faraday. Especifico: Comprender las diferentes formas que existen para cargar un cuerpo (especialmente por contacto, por fricción y por inducción).

Antes de explicar la experiencia realizada en el laboratorio, creemos conveniente dar unos conceptos que son claves para el entendimiento de dicha experiencia y que también ayudaran a comprender la electrostática como parte de la física electricidad. También se darán conceptos como electrómetro y jaula de Faraday que son instrumentos útiles para el desarrollo de la experiencia.

Carga eléctrica: La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades fundamentales: •

Cargas iguales se repelen.

•

Cargas distintas se atraen.

Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).

Conductor eléctrico: Un conductor eléctrico Es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas. Se llaman conductores eléctricos a los materiales que puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las soluciones salinas (p.e. el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro. En nuestra experiencia utilizaremos dos conductores: uno metal y uno no metal.

Electrómetro: El electrómetro es un aparato que se utiliza para determinar el tipo y cantidad de carga en dispositivos que en general almacenan "pequeñas" cantidades de carga eléctrica.

Jaula de Faraday: Una jaula de Faraday es cualquier recubrimiento metálico, bien conectado, con la característica de aislar el campo eléctrico.

PRIMER EXPERIMENTO En nuestra experiencia se utilizaron dos conductores (uno blanco y uno azul) los cuales se frotaran y al ser colocados dentro de la jaula de diferentes formas por medio del programa de Data Studio (sensor de carga) y el electrómetro se vera si el conductor quedo cargado positivamente, negativamente o neutro. 1) Primero frotamos los cuerpos varias veces e introducimos uno de los conductores (blanco) en la jaula sin tocarla; luego introducimos el otro conductor. Al observar la grafica en data Studio nos dimos cuenta de que los dos conductores quedan cargados pero uno con carga negativa y el otro con carga positiva ya que uno le transfiere electrones al otro. Esta forma de cargar un cuerpo se le llama carga por fricción que como su mismo nombre lo indica hay rozamiento entre dos cuerpos (en este caso dos conductores) y uno le transfiere energía al otro). En este caso el blanco quedo cargado positivamente y el azul negativamente, lo que quiere decir que el blanco transfirió energía al azul. 2) En este paso, se dará la electrización por inducción donde el cuerpo que esta cargado eléctricamente (en este caso el conductor) atrae al cuerpo

neutro.

Para

observar

esto

introducimos

el

conductor

previamente frotado a la jaula y después con el dedo tocamos la jaula para neutralizarla momentáneamente. En este se nota que el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro (la jaula) y por lo tanto o atrae. 3) Para explicar la carga por contacto se vuelven a frotar los conductores azul y blanco. Esta vez introducimos el conductor a la jaula pero poniéndolos en contacto y allí notamos que los dos cuerpos quedan con la misma carga.

SEGUNDO EXPERIMENTO En esta experiencia tomaremos dos esferas metálicas, una conectada a la fuente de voltaje electrostática y la otra debe tener carga neutra (la cual probamos tocándola con un conductor e introduciendo este en la jaula de Faraday) para que de resultado. Al acercar las esferas por lo menos 1 cm. hay una interacción entre las cargas de la esfera neutra con la esfera cargada y nos dimos cuenta que en la esfera neutra hay algunas zonas donde esta cargada positivamente y en otras cargada negativamente (negativamente donde esta recibiendo la carga de la otra esfera y positivamente del otro lado).

Conclusiones: •

Un cuerpo posee carga neutra en su estado natural, pero al ponerse en interacción con algún objeto o ya sea con el mismo medio puede quedar cargado de forma positiva o negativa.

•

Todo cuerpo sin importar su estructura puede generar un campo y por tanto una carga.

•

El suelo esta cargado de forma neutra es por esto que al hacer contacto con el los electrones se transfieren al suelo y el objeto queda sin carga.

•

Un cuerpo puede quedar cargado tanto negativa como positivamente, eso depende del objeto con el que esta sometido.

Bibliografía: •

Física experimental Electricidad y magnetismo, Aníbal Mendoza, Luís Ripoll; Juan Miranda Crespo.