Laboratorio No 1 conceptos de la electroestatica

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PRACTICA # 1: CONCEPTOS Y 
FENÓMENOS DE ELECTROSTÁTICA 
 
MELISA JULIETH BARRIOS BUSTAMANTE 
DARIO FERNANDO PIMIENTA MEDINA 
 JOSE DAVID SALAS PERALTA 
LUIS ALFONSO VALDES CABARCA 
 
DOCENTE: SARITA RODRIGUEZ DIAZ 
 
FISICA ELECTRICA Y MAGNETICA 
 
FECHA DE REALIZACION: 30 / 03 / 2022 
FECHA DE ENTREGA: 06 / 04 / 2022 
 
GRUPO C1 – INGENIERIA CIVIL 
 
 
PRACTICA N # 1: CONCEPTOS Y FENÓMENOS DE ELECTROSTÁTICA 
 
UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
 
INTRODUCCION 
 
Los fenómenos eléctricos son estudiados por la electrostática, rama de la Física, 
que estudia las cargas eléctricas en reposo, las fuerzas que se ejercen entre ellas 
y su comportamiento al interior de los materiales. El electromagnetismo clásico 
trata de las cargas estáticas y en movimiento; sin embargo, todos estamos 
familiarizados con los efectos de la electricidad estática, incluso algunas personas 
son más susceptibles que otras a su influencia. Para explicar cómo se origina la 
electricidad estática, hemos de considerar que la materia está hecha de átomos, y 
los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones. 
Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargas positivas y 
negativas. La teoría atómica moderna explica el porqué de los fenómenos de 
electrización y hace de la carga eléctrica una propiedad fundamental de la materia 
en todas sus formas. La electrización es el fenómeno por el cual los cuerpos 
adquieren carga eléctrica. En todo proceso de electrización, los electrones que 
gana un cuerpo los pierde otro, pero no se crean electrones nuevos. La carga 
eléctrica total es constante. La carga eléctrica se conserva. La electricidad 
estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en 
un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando 
dicho objeto se pone en contacto con otro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
 OBJETIVO GENERAL 
 Saber determinar experimentalmente los cuerpos cargados, las magnitudes de las 
cargas, y sus polaridades; aprender cómo funciona la conservación de la energía 
en los sistemas y saber cómo manejarla correctamente; conocer el equipo del 
laboratorio para poder trabajar de manera más eficiente y poder hacer un análisis 
de datos con medidas reales 
 
 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 Demostrar la relación que existe entre la carga inducida sobre la Jaula de Faraday, 
colocando un objeto cargado sobre la misma. 
 Reconocer las diferentes formas de cargar objetos. 
 
MARCO TEORICO 
 
 La electrostática es la rama de la Física que estudia las interacciones entre 
cuerpos cargados eléctricamente que se encuentran en reposo. Cuando un objeto 
acumula cargas eléctricas, produce electricidad estática. Dicha acumulación puede 
generarse si dos materiales se frotan entre sí, ya que los electrones pasan de una 
superficie a otra por la diferencia de niveles energéticos (los dos cuerpos quedarán 
cargados, uno con carga negativa y el otro con carga positiva). Con el contacto, 
puede aparecer una descarga electrostática: una corriente eléctrica que circula de 
forma momentánea entre los objetos que tienen distinto potencial. 
 La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas 
subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre 
ellas a través de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es 
influida por los campos electromagnéticos, siendo, a su vez, generadora de ellos. 
 Se pueden cargar objetos por: Frotamiento: En la electrización por fricción, el 
cuerpo menos conductor saca electrones de las capas exteriores de los átomos del 
otro cuerpo quedando cargado negativamente y el que pierde electrones queda 
cargado positivamente. 
 Contacto: En la electrización por contacto, el que tiene exceso de electrones 
(carga –) traspasa carga negativa al otro, o el que tiene carencia de ellos (carga +) 
atrae electrones del otro cuerpo. Ambos quedan con igual tipo de carga. 
 Inducción: Al acercar un cuerpo cargado al conductor neutro, las cargas eléctricas 
se mueven de tal manera que las de signo igual a las del cuerpo cargado se alejan 
en el conductor y las de signo contrario se aproximan al cuerpo cargado, quedando 
el conductor polarizado. Si se hace contacto con tierra en uno de los extremos 
polarizados, el cuerpo adquiere carga del signo opuesto. 
 Un campo eléctrico es un campo físico o región del espacio que interactúa con 
cargas eléctricas o cuerpos cargados mediante una fuerza eléctrica. Su 
representación por medio de un modelo describe el modo en que distintos cuerpos 
y sistemas de naturaleza eléctrica interactúan con él. 
 Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo 
módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras 
que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se 
repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen. 
 La jaula de Faraday es un dispositivo creado en 1836 por el famoso físico inglés 
Michael Faraday (1867-1791), que consiste en una cavidad rodeada de un material 
conductor en forma de una malla de alambre que la recubre a modo de blindaje. 
Por esta malla se puede hacer pasar una descarga eléctrica y, sin embargo, en el 
interior de la cavidad una persona logra permanecer ilesa, porque al tratarse de un 
https://definicion.de/carga-electrica/
conductor en equilibrio electrostático, el campo eléctrico allí dentro es nulo. La 
Jaula de Faraday permite medir indirectamente la carga de cualquier objeto que 
sea introducido en ella, allí la carga genera un campo eléctrico que se extiende en 
todas las direcciones. 
 El electrómetro funciona por el principio de la fuerza electrostática, esta es una de 
las cuatro fuerzas fundamentales que actúa atrayendo o repeliendo (dependiendo 
sus signos), cuerpos con cargas eléctricas. Estas interacciones son denominadas 
fenómenos magnéticos. Los primeros electrómetros ya prácticamente no se usan, 
pero describen bien su principio. El electrómetro es un instrumento que mide la 
carga eléctrica, corriente eléctrica y diferencia potencial, pero ¿qué quiere decir 
esto? La carga eléctrica es la propiedad de atracción y repulsión entre partículas 
por medio de un campo electromagnético; la corriente eléctrica es el flujo de carga 
que recorre un cuerpo y la diferencia potencial es el impulso que hace fluir a la 
carga. El electrómetro mide las cargas en los cuerpos inducidas indirectamente. Su 
estructura está conformada por un vaso de Faraday, para anular el efecto de los 
campos externos sobre el campo electromagnético interior; un condensador para 
almacenar la energía y un amplificador de tensión, todas partes interconectadas 
para medir las cargas eléctricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DATOS 
En el laboratorio por medio de esta práctica, y con los materiales, se pudieron 
obtener los siguientes datos: 
 Al frotar el generador azul con el productor metálico, se obtuvo una carga de 
-10. 
 Al frotar el generador blanco con el productor metálico, se obtuvo una carga 
+10. 
 Al realizar frotamiento entre la tela de seda y la esfera, se obtuvo un valor de 
+1.2. 
 Al realizar frotamiento entre la tela de lana y la esfera, se obtuvo un valor de 
-0.3. 
 Al realizar frotamiento entre la tela sintética y la esfera, se obtuvo un valor de 
+1.8. 
 Al realizar contacto entre 2 esferas, una conectada directamente al 
electrómetro, y otra sin conectar, la primera estaba cargada con -0.7, 
mientras que, al realizar el contacto, nos da 0.8. 
 Al frotar el globo con los tipos de tela, nos dieron valores de: con tela de 
seda – (0.4), con tela de lana, - (0.2), y con tela sintética (0,1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIALES 
1. Electrómetro. 
2. Fuente de voltaje electrostática. 
3. Jaula de Faraday. 
4. 4 Productoresde carga y probadores de carga. 
5. Pedazos de tela: seda, lana y sintéticos. 
6. Papel aluminio. 
7. Globos. 
8. Latas, madera. 
 
 
 
PROCEDIMIENTOS 
 
 PROCEDIMIENTO A: Carga por inducción vs carga por contacto. 
 
1. Conecte el electrómetro a la Jaula de Faraday como lo muestra la figura 1.1 
asegúrese de que la Jaula de Faraday y el electrómetro esté conectados a tierra. 
Presione el botón Zero para remover cualquier exceso de carga sobre la Jaula de 
Faraday. 
2. Inicié siempre las medidas con el electrómetro, ajustando el rango de voltaje más 
alto, para evitar que el electrómetro se averié al tomar medidas mayores a 3 voltios. 
Al estar ajustado en el rango de 3 voltios. Los medidores analógicos pueden ser 
más precisos en el rango de ⅓ hasta ⅔ de la escala completa. 
3. Los productores de carga pueden ser usados como objetos cargados. Este es el 
procedimiento a seguir para cargar los productores de carga. Remueva los excesos 
de carga en el cuello y en el mango de los productores de carga, conectados a la 
tierra o respire sobre ellos para que la humedad de la respiración elimine el exceso 
de carga. Tenga en cuenta que durante todo el experimento usted también de estar 
conectado a tierra 
4. Frote la superficie del productor de carga blanco contra el negro para separar las 
cargas. Mantenga en sus manos solo el productor de carga que usted esté 
utilizando, coloque el otro productor de carga lejos, para que no tenga contacto con 
la Jaula de Faraday. 
5. Antes de introducir el productor de carga a la jaula, asegúrese de que el escudo 
tenga conexión a tierra. 
6. Cuidadosamente introduzca el productor de carga dentro de la jaula hasta la mitad 
de la parte superior, sin tocarla. Tome nota de la lectura del electrómetro, 
7. Retire el objeto y tome nota de la lectura del electrómetro, si nunca toca la Jaula la 
lectura del electrómetro es cero. 
8. Oprima el botón Zero y remueva las cargas residuales. Introduzca nuevamente el 
objeto, pero ahora toque la Jaula, asegúrese de que estudiantes estén observando 
cuando usted toca la Jaula de Faraday con el disco del productor de carga. Tome 
las medidas de lectura del electrómetro. 
9. Retire el objeto de la Jaula, y tome las medidas de lectura del electrómetro. 
10. Muestre que la carga ganada por la Jaula es perdida por el disco. Remueva el 
exceso de carga del electrómetro presionando el botón Zero. Introduzca 
nuevamente el productor de carga, ¿la carga permanece en la Jaula?
 PROCEDIMIENTO B: Conservación de la carga 
1. Reproduzca el procedimiento 1A con carga una carga opuesta al productor de 
carga. 
2. Frote el productor blanco con el probador de carga, luego tome medidas de 
magnitud y polaridad de las cargas producidas. 
3. Frote el productor Azul con el probador de carga, luego tome medidas de magnitud 
y polaridad de las cargas producidas. 
4. Construya una lista de materiales que al frotarlos con el productor de carga azul 
siempre adquieren una carga positiva. 
 
DISCUSION 
 Al realizar esta práctica, teniendo en cuenta los datos obtenidos podemos analizar, 
que el objetivo principal de esta son las cargas, campos eléctricos y las formas de 
cargar un objeto, podemos analizar qué hay distintas formas de cargar un objeto las 
cuales son por contacto, fricción e inducción. Cada una de ellas tiene distintas 
formas de cargar a un cuerpo o de pasarse cargas hasta llegar a estar en equilibrio. 
 Haciendo el laboratorio con algunos materiales como lo son: la lana, seda, sintético, 
globos, se pudo analizar cómo se carga el cuerpo con cada uno de estos 
materiales, donde los resultados varían según el material con que se cargue y con 
la ayuda de la jaula de Faraday se pudo medir la cargas que se dan de manera 
positiva y negativas, con respecto a cada tipo de material. Podemos concluir que 
todo los que nos rodea en el espacio está cargado o tienen un campo eléctrico o 
magnético, y por esta razón la electrostática es fundamental para realizar análisis 
físicos con respecto a los cuerpos y sus cargas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSION 
Por medio de la práctica realizada, se puede concluir que la rama de la Física que 
estudia las interacciones entre cuerpos cargados eléctricamente que se encuentran 
en reposo se denomina electrostática. Si se aplican los conocimientos adquiridos 
luego de realizar esta práctica en el laboratorio, se puede observar que existen 3 
formas de cargar un cuerpo, ya sea por contacto, fricción e inducción, haciendo un 
buen uso de los materiales y luego de un procedimiento experimental, se obtienen 
los valores que los cuerpos cargados mediante los probadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREGUNTAS 
1. ¿Por qué hubo una diferencia de potencial entre la jaula y el escudo cuando 
el objeto estaba dentro de la jaula? 
Rta: Al iniciar el laboratorio pudimos observar que el escudo sirve como polo a 
tierra la cual puede mantener la jaula de Faraday en 0 o sin cargas negativas ni 
positivas, es decir, neutra, la diferencia que se produjo al momento de ingresar el 
objeto a la jaula la carga al principio era 0 y al momento de ingresar el objeto va 
cargados por distintas cargas eléctricas o potencial creado estas de distintas 
maneras como lo son por fricción, contacto, conducción, inducción etc.; mostrando 
está cargas positivas o negativas al concluir lo anterior la diferencia se dio porque 
se ingresó un cuerpo cargado a la jaula de Faraday. 
2. Cuando se toca la Jaula con el productor de carga, ¿por qué permanece la 
diferencia de potencial entre la Jaula de Faraday y el escudo? De dónde vino 
la carga que se encuentra en la jaula. 
Rta: Cuando se tiene el productor electromagnéticamente cargado, ya sea por 
frotamiento, contacto o inducción entre 2 cuerpos, y ese tiene contacto directo con 
la jaula de Faraday, lo que pasa es que se cede la cantidad de carga que este tiene 
a la jaula, dicha jaula queda cargada, mientras que el escudo está repeliendo las 
cargas externas del ambiente, de manera tal que, en el interior de la jaula, las 
cargas son nulas, ahí podemos observar la diferencia de potencial. La carga que se 
encuentra en la jaula es producida fuera de ella, en el primer experimento se 
obtiene la carga debido al frotamiento que se realiza de manera repetida entre los 
productores de carga, uno de ellos queda cargado negativamente (con electrones), 
mientras que el otro queda cargado positivamente (consta de una carencia de 
electrones) 
3. ¿Cuál es la relación que existe entre la magnitud de las cargas? 
Rta: La carga eléctrica es una propiedad fundamental en la física que es importante 
en la interacción electromagnética. En el laboratorio, al hacer el experimento de 
frotar los productores (blanco y azul), con el probador (metálico), se obtuvo que la 
relación que existe entre una carga y otra, es que en ambos probadores están 
cargados con la misma magnitud de carga, pero con polaridad contraria, debido a 
que uno queda cargado con electrones (-10) y el otro con carencia de estos, es 
decir, carga positiva (+10) 
4. ¿Cuál es la relación que existe entre la polaridad de las cargas? 
Rta: La carga de los objetos (tela sintética, tela de lana, tela de seda y globo) es 
neutra, al momento del contacto, inducción y frotación adquieren polaridad positiva. 
Cuando el probador tiene contacto con el objeto sin ser manipulado se puede 
observar que su carga es 0, pero luego de usar alguno de los mecanismos para 
cargar un cuerpo se observó que obtienen una polaridad positiva en la mayoría de 
los materiales. 
5. ¿Se conserva la carga en este experimento? Justifique su respuesta 
Rta: En este experimento, la carga obtenida a partir de los diferentes 
procedimientos que utilizamos para introducir cargas a la jaula de Faraday, si se 
conservan debido a que las cargas quedan en un sistema cerrado, partiendo de la 
ley que dice que las cargas no secrean, ni se destruyen, podemos intuir que 
gracias a la presencia del escudo las cargas no pueden salir de la jaula sin un 
contacto a tierra. 
6. ELABORE UN PÁRRAFO DONDE CONCLUYE SOBRE LA CARGA POR 
INDUCCIÓN Y CONTACTO. 
Rta: Al concluir las diferentes formas de cargar un objeto finalizamos 
enfocándonos en una especial, la cual es que buscan cargar negativamente o 
positivamente a un cuerpo que está en reposo o en neutro, empezamos 
concluyendo que la carga por contacto es aquella que como su nombre lo indica se 
da a partir del contacto de dos cuerpos, entre un objeto cargado y uno neutro , 
mientras que el de carga por inducción es aquella que se da solo por acercar un 
cuerpo a otro que este cargado de diferentes formas. Las 2 tienen un objetivo en 
común, es que buscan cargar un cuerpo. Pero al igual tienen sus diferencias: En la 
carga por inducción los dos cuerpos se cargan con signos contrarios, mientras que 
por contacto los cuerpos se cargan con el mismo signo. Por inducción se produce 
cuando un objeto con carga se acerca a uno neutro, mientras que por contacto se 
produce cuando el objeto está cargado eléctricamente y el otro está neutro. 
7. Construya una lista de materiales que al frotarlos con el productor de carga 
azul siempre adquieren una carga positiva. 
Rta: Tela sintética, Tela de lana 
Globo con tela sintética, Globo con tela de lana 
8. ELABORE UN PÁRRAFO DONDE CONCLUYE LAS DOS CLASES DE CARGA 
EXISTENTE Y COMO SE EVIDENCIO LA CONSERVACIÓN DE LA CARGA. 
Rta: las cargas eléctricas interactúan entre sí de acuerdo a su tipo, varían entre 
positivas y negativas. No hay nada que distinga a la positiva de la negativa, pero se 
las piensa igual a un dipolo magnético, como una batería que posee 2 polos, uno 
positivo norte y otro negativo sur; las cargas positivas se denotan con el signo (+), 
mientras que las negativas con el signo (-), por lo general estas cargas eléctricas, 
que presentan el mismo signo, tienden a repelarse entre sí, mientras que las que 
contienen signos diferentes, tienden a atraerse. Por otro lado, la ley de 
conservación de la energía, nos afirma que la cantidad total de carga en cualquier 
sistema físico, mientras sea aislado (sin interacción de otro sistema) permanece 
invariable con respecto al tiempo, aunque dicha carga puede transformarse en otro 
tipo de energía , como por ejemplo la energía térmica o lumínica. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
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electrostatica ejemplos?. recuperado el 05 de abril del 2022 en: 
https://aleph.org.mx/que-estudia-la-electrostatica-ejemplos 
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https://significado.com/perfil/a18475/
https://significado.com/jaula-de-faraday/
https://significado.com/jaula-de-faraday/
 
ANEXOS