Fenomenos_electrostaticos

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Práctica 1: Electrostática.
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad Tecnológica-Tecnoloǵıa en electrónica
1. Objetivos de la práctica
1. Observar la transferencia de carga por fricción y por contacto.
2. Comprobar experimentalmente el fenómeno de carga por inducción electrostática.
3. Verificar experimentalmente la existencia de dos tipos de carga eléctrica.
4. Determinar la cantidad de carga eléctrica en un objeto.
2. Materiales
Electroscopio.
Barra de ebonita o plástico.
Barra de vidrio.
Trozo de paño.
Trozo de seda.
Papel de servilleta. (Traer el d́ıa de la práctica)
Electrómetro amplificador con capacitor de 10 nF.
Adaptador de 12 V.
Varilla de conexión a tierra.
Vaso de Faraday.
Mult́ımetro análogo.
Cables.
3. Fundamentos teóricos
4. Montaje y procedimiento experimental
4.1. Carga por fricción y por contacto
Para cada uno de los siguientes puntos describa sus observaciones usando dibujos que muestren la
distribución de carga de cada uno de los elementos utilizados y de una explicación f́ısica de lo sucedido.
1. Corte trozos pequeños de papel de servilleta, luego frote la barra de ebonita con el trozo de paño
y acérquela a los trozos de papel.
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2. Repita el punto anterior pero ahora frotando la barra de ebonita con el trozo de seda.
3. Repita los puntos 1 y 2 pero ahora utilizando la barra de vidrio.
(a) Electrización de una barra por fricción. (b) Electrización de un electroscopio por contacto.
Figura 1: Transferencia de carga eléctrica por fricción y contacto.
4. Frote vigorosamente la barra de ebonita con el trozo de paño y acérquela al disco del electrodo
del electroscopio sin tocarlo.
5. Aleje la barra de ebonita del electroscopio.
6. Frote nuevamente la barra de ebonita con el trozo de paño, toque el disco del electrodo del
electroscopio y retire la barra.
7. Ahora toque el disco del electrodo del electroscopio con un dedo para hacer contacto a tierra.
8. Repita los puntos 4,5,6 y 7 pero ahora utilizando la barra de vidrio y el trozo de seda.
4.2. Carga por inducción electrostática y determinación del tipo de carga
Para cada uno de los siguientes puntos describa sus observaciones usando dibujos que muestren la
distribución de carga de cada uno de los elementos utilizados y de una explicación f́ısica de lo sucedido.
Figura 2: Electrización de un electroscopio por inducción.
1. Frote vigorosamente la barra de ebonita con el trozo de paño y acérquela al disco del electrodo
del electroscopio sin tocarlo.
2. Sin retirar la barra de ebonita cargada coloque su dedo en el disco del electrodo por un tiempo
corto.
3. En presencia de la barra de ebonita cargada retire el dedo del disco del electrodo del electroscopio.
4. Retire la barra de ebonita cargada del electroscopio.
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5. Frote nuevamente la barra de ebonita con el trozo de paño y acérquela al disco del electrodo del
electroscopio sin tocarlo. En caso de que las laminillas del electroscopio se abriesen más, la barra
tendrá carga del mismo signo que la del electroscopio. En caso contrario la barra tendrá carga
de signo opuesto. ¿Que tipo de carga adquirió el electroscopio?
6. Ahora frote vigorosamente la barra de vidrio con el trozo de paño y acérquela al disco del
electrodo del electroscopio sin tocarlo ¿Qué ocurrió con las laminillas del electroscopio?
7. Repita el paso anterior pero ahora con la barra de vidrio y el trozo de seda. ¿Qué ocurrió con
las laminillas del electroscopio?
4.3. Medición de la carga eléctrica
1. Conecte el vaso de Faraday, el capacitor de 10 nF, la varilla de conexión a tierra y el mult́ımetro
análogo como se indica en la figura 1.
Figura 3: Arreglo experimental para la medición de la carga en la electrostática mediante el vaso de
Faraday y un electrómetro amplificador.
2. Frote vigorosamente la barra de ebonita con el trozo el paño y colóquela dentro del vaso de
Faraday como se ilustra en la figura 1. Mida en el mult́ımetro la tensión de salida Va y determine
la carga en la barra de ebonita como Q = VaC, donde C es la capacitancia.
3. Repita el punto anterior pero ahora utilizando la barra de vidrio frotada con el trozo de seda.
5. Cuestionario
1. ¿Cómo esta constituido un átomo?
2. ¿Qué es un ión positivo? y ¿qué es un ión negativo?
3. ¿Qué métodos existen para electrizar un material? Explique.
4. Explique el principio de conservación de carga eléctrica
5. ¿Qué sucede cuando se conecta a tierra un objeto?
6. Explique en que consiste la carga inalámbrica y mencione algunas de sus aplicaciones.
7. En el experimento de carga por fricción ¿Por qué se debe acercar demasiado las barras al papel?
8. Proponga un experimento para comprobar el principio de conservación de la carga eléctrica
utilizando electroscopios.
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9. Una barra con carga negativa se acerca a trozos pequeños de papel sin carga (neutro). Las partes
positivas de las moléculas en el papel son atráıdos hacia la barra, y las negativas son repelidos
por ella. Como la cantidad de partes positivas y negativas es igual, ¿Por qué no se anulan entre
śı las fuerzas de atracción y repulsión?
10. Explique por qué el chorro de agua es atráıdo por la barra cargada.
6. Conclusiones
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