Copia de LEM 08

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Universidad Nacional Autónoma de México 
 
Facultad de Ingeniería 
 
División de Ciencias básicas 
 
Lab. Electricidad y magnetismo 
 
Práctica 1: Carga eléctrica 
 
 
● Profesor: MD. Fernando Vega Calderón 
● Grupo: 08 
● Brigada: 6 
● Integrantes: 
Atenco Arizmendi Ari Avany 
Delgado Saldaña Candy Marian 
Martínez Jimenez María Fernanda 
Leija Ruíz Rafael Sebastián 
Sánchez Nazario Axel 
● Calificación ____________ 
 
 
Semestre 2021-1 
 
 
Objetivos 
 
Objetivo General: 
● El alumno conocerá los conceptos básicos en que se fundamenta el estudio 
de los fenómenos eléctricos. 
● Realizará experimentos que le ayuden a comprender dichos fenómenos, para 
después analizarlos y discutirlos con sus compañeros de brigada y con su 
profesor. 
 
Objetivos específicos 
● Comprender el concepto de carga eléctrica y verificar los tipos de carga 
existentes. 
● A partir de la Convención de Benjamín Franklin, deducir el tipo de carga que 
tiene un cuerpo previamente cargado. 
● Comprobar los métodos para cargar y descargar eléctricamente un cuerpo. 
● Comprender el funcionamiento de un generador de Van de Graaff. 
Introducción 
 
La materia está constituida por unas partículas elementales llamadas átomos. 
Dentro de cada átomo es posible distinguir dos zonas. La zona central llamada núcleo, 
concentra unas partículas subatómicas que tienen carga eléctrica positiva llamadas 
protones y otras partículas neutras, desde el punto de vista de la carga eléctrica, llamados 
neutrones. 
Rodeando al núcleo se localiza la corteza. En esta zona se mueven los electrones, que son 
partículas con carga eléctrica negativa, girando en orbitales que envuelven al núcleo. 
Los responsables de todos los fenómenos eléctricos son los electrones, porque pueden 
escapar de la órbita del átomo y son mucho más ligeros que las otras partículas. 
En general, los materiales son neutros; es decir, el material contiene el mismo número de 
cargas negativas (electrones) y positivas (protones). Sin embargo, en ciertas ocasiones los 
electrones pueden moverse de un material a otro originando cuerpos con cargas positivas 
(con defecto de electrones) y cuerpos con carga negativa (con exceso de electrones), 
pudiendo actuar sobre otros cuerpos que también están cargados. Por tanto, para adquirir 
carga eléctrica, es decir, para electrizarse, los cuerpos tienen que ganar o perder 
electrones. 
El generador de Van De Graff es una máquina que almacena carga eléctrica en una gran 
esfera conductora hueca gracias a la fricción que produce una correa sobre unos peines 
metálicos. Las cargas son transportadas por el peine conectado a la esfera hasta ésta 
donde se comienzan a acumular. 
 
 
Desarrollo 
 
Actividad 1​ ​Carga eléctrica y convención de Benjamín Franklin 
 
 
 
Frotador Barras 
Vidrio PVC Regla Madera 
Franela + - + + 
Lana + - + + 
Prenda algodón + - + + 
 
Conclusiones: 
La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los 
objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga y se denominan 
neutros. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro(como al frotar 
el plástico con la franela), uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva(franela) 
y el otro, un exceso de carga negativa(plástico). Los objetos con misma carga se repelen y 
con diferente carga se atraen y esto se pudo observar con los diferentes materiales al 
frotarlos y acercarlos al plástico. 
 
 
 
Actividad 2​ Procesos de carga y de descarga 
 
Utilizando el simulador propuesto, experimenta otras formas para cargar un cuerpo 
eléctricamente (contacto e inducción). Y los procedimientos para descargar un cuerpo 
(conexión a tierra, ionización del aire: efecto de punta y viento eléctrico). Y explica cada 
uno de los experimentos mediante ilustraciones e incluye el tipo de carga obtenido. 
 
Cargar un cuerpo 
 
Inducción Contacto 
 
 
 
 
 
 
Descargar un cuerpo 
 
Viento eléctrico Efecto punta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones: 
Descubrimos que existen diferentes maneras de cargar un cuerpo eléctricamente, por 
contacto, fricción e inducción. Los mecanismos que observamos en los simuladores 
dependen del material con el que se esté trabajando ya que podemos tener el efecto 
contrario invirtiendo los materiales. 
Asimismo existen diferentes métodos de descarga, la electricidad estática es la causa 
principal de las descargas electroestáticas, el calor es un fenómeno difusivo que logra 
descargar cuerpos por medio de su radiación, la diferencia de potencial eléctrico también 
es una causa de descarga eléctrica. 
En estos simuladores logramos observar el viento eléctrico y el efecto punta que son dos 
fenómenos cuyos procesos son causados por la forma de sus componentes que logran 
ionizar el aire que los rodea, el movimiento es resultado de este efecto. 
 
 
 
Actividad 3 ​Generador de Van de Graaff 
 
Describir en un esquema el principio de operación del generador de Van de Graaff e 
identificar cada una de sus partes indicando si son materiales conductores o dieléctricos. 
 
 
1. Conductor semiesférico o cúpula. 
2. Peine superior conectado a la cúpula. 
3. Peine inferior conectado a tierra (T). 
4. Rodillo superior (de teflón). 
5. Rodillo inferior (de plástico). 
6. Banda o cinta de goma. 
7. Soporte aislante de la cúpula 
 
El rodillo inferior se carga positivamente debido al contacto 
con la cinta móvil. La carga muy densa en este rodillo atrae 
(por inducción) electrones en las puntas del peine inferior. 
 
Debido a la ruptura dieléctrica, el aire se ioniza originándose viento eléctrico negativo de 
moléculas ionizadas que se depositan sobre la superficie externa de la cinta. Si el rodillo 
superior se carga negativamente, inducirá cargas positivas en las puntas del peine superior; 
mientras que las cargas negativas se dirigen hacia la superficie interior de la cúpula para, 
finalmente, transferirse y distribuirse a su cara externa. Debido al peine superior, hay viento 
eléctrico positivo que neutraliza la carga negativa en la banda, bajando la descarga. 
 
Conclusiones: 
Con esta actividad logramos conocer el funcionamiento de de un generador van de graff el 
cual, con de componentes simples y principios básicos logra generar una corriente 
constante la cual depende de los materiales con el que está hecho, el núcleo de su 
funcionamiento se basa en que la banda transporta una carga la cual es contraria a la de la 
polea de tal manera que logra depositarla en otro material con una carga depurada. 
 
Referencias 
 
 
● http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcad
emicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf 
● Jaramillo, G. A., Alvarado, A. A. (2008) Electricidad y Magnetismo. (Reimpresión 
2008.) México: Trillas. 
● Serway R., Jewett J. (2009) Física para ciencias e ingeniería con física moderna. 
Vol. 2. (7a edición.) México: Cengage Learning. 
● Vascak V. (julio de 2020) Van de Graaffuv Generátor Recuperado de 
https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=elpole_vandegr
aaff& 
 
 
http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcademicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf
http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcademicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf
https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=elpole_vandegraaff&https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=elpole_vandegraaff&