285361044-Practica-1-Laboratorio-Electricidad-y-Magnetismo

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
OBJETIVOS.
 Comprender el concepto de carga eléctrica.
 Cargar cuerpos por frotamiento, contacto directo e inducción.
 Descargar cuerpos por ionización y conducción.
EQUIPO
2 soportes universales
1 m de hilo cáñamo
1 tira de polietileno
4 barras 
Vidrio
Madera
Hule duro
Plástico
4 excitadores (piel, seda, franela, polietileno)
1 generador de Van de Graff
1 esfera de cargas inducidas
1 muestreador de cargas eléctricas
1 caja de cerillos
1 esfera de descarga
Cables y conectores 
INTRODUCCION
Todo cuerpo en la naturaleza se encuentra en equilibrio eléctrico; es decir, neutro. Por eso se dice que cargar eléctricamente un cuerpo es generar en él un exceso o deficiencia de electrones.
La electrostática es el estudio de la electricidad en reposo o que se mueve lentamente.
Este estudio comenzó cuando Tales de Mileto observó que el ámbar (electrón griego) frotado en unpedazo de piel podía atraer cuerpos ligeros como paja, plumas, etc.
En observaciones posteriores, William Gilbert comprobó que ciertas sustancias como el azufre, el vidrio y el lacre, al ser frotados, se comportaban como el ámbar, notando que los cuerpos electrizados se atraían o rechazaban entre sí.
Leyes electrostáticas.
Dos cargas ejercen fuerza sobre sí, que actúan sobre la línea que las une o las separa, y que es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa; esto es conocido como la Ley de Coulomb.
Para definir la polaridad de los cuerpos cargados, se emplea la convención de Franklin, la cual establece que al frotar una barra de vidrio con franela o con seda, al vidrio se le atribuye siempre la carga positiva.
Electrización.
Existen diversas formas de electrizar cuerpos, como:
* La triboelectricidad o cargar por frotamiento, que consiste en frotar enérgicamente un cuerpo contra otro.
* Por contacto, un cuerpo se electriza tocándolo con otro cuerpo que ya está electrizado.
* Por inducción, que consiste en acercar un cuerpo electrizado a otro que no lo está, sin tocarlo, logrando su electrización.
DESARROLLO
Carga por frotamiento
Frotamos con la franela la tira de polietileno y la colocamos sobre la cuerda:
Los extremos de la tira de polietileno se repelen entre sí. 
La colgamos sobre el hilo suspendido entre los soportes de manera q la cara frotada quede frente a frente, posteriormente acercamos un cerillo encendido a la tira de polietileno que previamente se había cargado por frotamiento. 
Lo que se pudo observar fue que al acercar el cerillo (a una distancia conveniente para no quemar la tira) las tiras reaccionaron de forma que se “atrajeron” entre sí; a este fenómeno que experimentamos se le conoce como descarga por ionización.
Después cargamos la tira de polietileno y utilizando la convención de Franklin determinamos la polaridad de la carga que obtuvo la tira; nuestro resultado fue:
Carga negativa
Ahora frotamos las barras o materiales pedidos con los excitadores proporcionados de modo que pudiéramos determinar la carga adquirida por la barra, usamos la tira de polietileno como prueba de carga. Los resultados obtenidos son:
	Excitador
	Barra
	Carga de la barra
	Piel
	Vidrio
	Positiva (+)
	
	Hule duro
	Negativa (-)
	
	Plástico
	Negativa (-)
	
	Madera
	Positiva (+)
	Seda
	Vidrio
	Positiva (+)
	
	Hule duro
	Negativa (-)
	
	Plástico
	Positiva (+)
	
	Madera
	Positiva (+)
	Polietileno
	Vidrio
	Positiva (+)
	
	Hule duro
	Negativa (-)
	
	Plástico
	Positiva (+)
	
	Madera
	Positiva (+)
	Franela
	Vidrio
	Positiva (+)
	
	Hule duro
	Positiva (+)
	
	Plástico
	Positiva (+)
	
	Madera
	Positiva (+)
Carga y descarga por contacto
Montamos el sistema del generador de Van Graaff y lo hicimos funcionar por 5 segundos
Tocamos el casco del generador con la esfera de descarga
Ocurrió un chispazo al momento del toque y escuchamos un sonido chasqueante.
Después de volver a cargar el generador, lo descargamos por el método de inización.
Observamos como la flama del cerillo se deformaba de manera expectacular; parecía que abandonaría al cerillo en cualquier momento para unirse al casco.
Determinamos la polaridad del casco cargado y determinamos que tenía carga:
Positiva
También la carga del casco del generador sin haberlo cargado previamente
Carga positiva
Y de la base del generador
Carga positiva
CUESTIONARIO FINAL
1. Explique en que consiste la descarga por ionización experimentalmente.
Experimentalmente consistió en frotar una tira de polietileno con una franela para cargarla. La colocamos en una cuerda suspendida entre dos soportes universales y acercamos un cerillo encendido en medio de las dos caras de la tira de polietileno. Lo que se observó fue que las tiras se juntaban.
2. Explique por qué con un mismo excitador, algunas barras adquieren diferente polaridad.
Como lo expusimos en la introducción de la práctica, los materiales reaccionan de diferente forma al ser cargados electrostáticamente, la carga no sólo depende del excitador sino del material mismo.
3. De acuerdo con la polaridad de cada una de las barras de la tabla 1, explique cómo se comporta la carga en los excitadores correspondientes.
La primera pareja fue la de piel con vidrio y la carga obtenida fue positiva, mismo resultado que obtuvimos con el vidrio pero con seda, el polietileno y la franela. El hule duro se comportó de manera negativa para tres de los excitadores (piel, seda, franela) pero para el caso del polietileno fue lo contrario, siendo positivo el resultado. Con el plástico sucedió algo parecido con el hule duro siendo con tres excitadores con los que se comportó de igual forma, positivo, en los excitadores seda, polietileno y franela, pero siendo negativo para la piel. Por último la madera mostró un comportamiento igual para todos los casos siendo positivo el resultado obtenido para cualquiera de los cuatro excitadores.
4. ¿En qué principio se basa el generador de Van de Graff?
Básicamente, con lo observado en la práctica, podríamos resumir que se basa en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga. Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en las puntas.
5. Haga un esquema del generador de Van de Graff indicando sus componentes.
6. Diga si en los experimentos de esta practicase creó carga eléctrica.
Según lo que entendimos se creó carga al frotar los materiales o las barras con los excitadores, además de lo que se observó en el generador de Van de Graff, donde pudimos ver cómo existía carga en el casco de generador al ponerlo a trabajar, el hecho de saber que por si solo el generador no contiene ninguna carga y después de ponerlo en marcha ya nos encontramos con una nos dice claramente que allí hubo una “creación” de carga.
7. Explique el proceso de carga por frotamiento.
Para esta práctica el proceso fue el de frotar cuatro materiales o barras, que en este caso fueron vidrio, hule duro, plástico y madera, con algunos excitadores (piel, seda, polietileno y franela). Los materiales al ser frotados por estos excitadores se veían expuestos a un cambio a nivel atómico al existir intercambio de electrones entre las barras y losexcitadores.
8. Explique la descarga por conducción.
Uno de los experimentos fue el de descargar por conducción o contacto y ocurrió al tocar el generador, previamente cargado durante 5 segundos, con la esfera de descarga. Lo que ocurría era que la esfera de alguna manera absorbía la carga contenida en el generador al tener contacto con el casco del mismo. 
9. Explique la descarga por ionización (teórica).
La ionización es el fenómeno químico o físico mediante el cual se producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al excesoo falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutra. A la especie química con más electrones que el átomo o molécula neutros se le llama anión, y posee una carga neta negativa, y a la que tiene menos electrones catión, teniendo una carga neta positiva. Hay varias maneras por las que se pueden formar iones de átomos o moléculas.
10. Según lo desarrollado en la práctica, ¿qué entiende por carga eléctrica?
Podemos definir a la carga eléctrica como una propiedad de los materiales para a nivel atómico llevar a cabo un intercambio de electrones, de igual forma se trata de una forma de reacción que depende de la estructura atómica del que esté compuesto el elemento o el material en general.
11. Investigue alguna aplicación de la electrostática.
La aplicación práctica de la electrostática está representada por aparatos como pararrayos y precipitadores electrostáticos y por procesos como la xerografía y la pintura de automóviles. Los aparatos científicos según los principios de la electrostática incluyen los generadores electrostáticos, el microscopio iónico de efecto de campo y los motores de cohete iónico.
12. ¿Cuál es el objetivo de cargar eléctricamente los cuerpos?
En algunos casos, y tomando en cuenta las aplicaciones de la electrostática, podemos decir que tiene el objetivo o la finalidad de crear energía eléctrica captándola de los materiales cuando éstos reaccionan por algún tipo de método como el de frotación.
APLICACIONES
El generador de Van de Graaff se emplea como acelerador de partículas, en la investigación del efecto de las radiaciones sobre semillas, plantas, animales, etcétera, debido a los altos potenciales que se logran con él. La electrostática también se utiliza con el fotocopiado electrostático (xerografía).
CONCLUSIÓN
A partir de los resultados que obtuvimos en cada uno de los experimentos nos hemos creado una definición de los que es la carga eléctrica y de algún modo pudimos entender de qué se trata la electrostática. Con esto podemos concluir que el principal objetivo de la práctica que era el de comprender el concepto de carga eléctrica se cumplió y no sólo eso sino que lo vimos en acción de modo que quedara totalmente claro y comprobado.
No sólo cargamos cuerpos sino que también entendimos cómo se hace o en qué consiste la descarga por los métodos de ionización y conducción o contacto.
Nos sirvió de mucho el tener un generador para ver su funcionamiento y posteriormente saber qué aplicaciones tenia.
Determinamos la reacción de materiales al ser cargados o electrificados por frotación, y observamos que los materiales reaccionaban de diferente forma aun tratándose del mismo excitador.