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LABORATORIO No. 1 – ELECTROSTÁTICA
OBJETIVOS
1. Observar la presencia de la fuerza entre cargas eléctricas.
2. Deducir experimentalmente la existencia de los dos tipos de carga eléctrica
(positiva y negativa).
3. Observar la diferencia del comportamiento de materiales conductores y
materiales aisladores o dieléctricos.
MARCO TEÓRICO
Para realizar la práctica, empleamos un instrumento conocido como Electroscopio, el
cual se emplea para detectar la carga eléctrica y observar algunas de sus
propiedades.
Los materiales conductores, generalmente en los metales, los electrones más
alejados de los núcleos respectivos adquieren fácilmente libertad de movimiento en
el interior del sólido. Estos electrones libres son las partículas que transportarán la
carga eléctrica. Al depositar electrones en ellos, se distribuyen por todo el cuerpo, y
viceversa, al perder electrones, los electrones libres se redistribuyen por todo el
cuerpo para compensar la pérdida de carga.
Los materiales aislantes o dieléctricos, son aquellos en que los electrones están
firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no
poseen electrones libres y no será posible el desplazamiento de carga a través de
ellos. Al depositar una carga eléctrica en ellos, la electrización se mantiene
localmente.
La carga por contacto se da porque se transfiere gran cantidad de electrones
porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro. Los electrones
más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta,
pero los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden
desalojarse con facilidad.
La carga por inducción ocurre al cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo
que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargada.
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Resultado: Al tocar la esfera con la barra, las láminas de oro se repelen, y
luego al poner el dedo en la esfera sin retirar la barra, las láminas se atraen
entre sí.
Análisis: Posteriormente de haber cargado el electroscopio por contacto con
una barra de ebonita, como se vio previamente, éste quedó con carga
negativa (exceso de electrones); al hacer el contacto a tierra, tocando con el
dedo la esfera del electroscopio, esto ocasionó que el exceso de electrones
del electroscopio se dirigiera hacia la tierra. Como resultado de ello, el
electroscopio de descargó (quedó con igual número de electrones y de
protones).
5. Esta vez tomamos la barra de vidrio y la frotamos con un pedazo de paño, con
ella tocamos la esfera del electroscopio y luego tocamos la esfera con el dedo
(contacto a tierra).
Resultado: Al tocar la esfera con la barra de vidrio, las láminas de oro
presentan efecto de repulsión, y luego al poner el dedo en la esfera sin
retirar la barra, las láminas mantienen su repulsión.
Análisis: Sabiendo que por contacto con el vidrio (previamente cargado) el
electroscopio queda cargado positivamente, al tocar con el dedo su esfera
para generar contacto a tierra, el exceso de electrones que se tenía se
compensa, debido a que éstos viajaron desde la tierra hacia el electroscopio.
De ésta manera este último se descarga (queda con igual número de cargas).
6. Ahora nuevamente tomamos la barra de ebonita y la frotamos con un pedazo de
lana, con ella tocamos la esfera del electroscopio y luego acercamos (sin tocar)
la barra de vidrio cargada. Después la retiramos y en seguida acercamos otra
barra de ebonita cargada.
Resultado: Al tocar la esfera con la barra de ebonita, las láminas de oro se
repelen entre sí, al acercar la barra de vidrio a la esfera, las láminas tratan de
atraerse levemente. Al retirar esta barra y acercar la otra barra de ebonita,
las láminas de oro se vuelven a repeler mutuamente.
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8. Carga de un electroscopio por Inducción. Nuevamente tomamos la barra de
ebonita y la frotamos con un pedazo de lana, la acercamos a la esfera del
electroscopio sin tocarla. Luego, sin retirar la ebonita tocamos la esfera con el
dedo; retiramos el contacto a tierra y finalmente la barra de ebonita.
Resultado: Al acercar a la esfera la barra de ebonita, las láminas de oro se
repelen; al hacer el contacto a tierra con el dedo, las láminas mantienen su
repulsión. Al retirar el dedo, las láminas de oro continúan con su efecto de
repulsión y cuando finalmente retiramos la barra de ebonita, el electroscopio
mantiene su carga.
Análisis: Como ya vimos, las dos láminas de oro (extremos) del
electroscopio quedaron cargadas negativamente al contacto con la ebonita y
ocurrió una repulsión entre las hojas del electroscopio, alejándose.
Cuando se hace contacto a tierra el electroscopio queda cargado
positivamente, ya que sus electrones se dirigen desde éste hacia la tierra. Por
ello, al quitar el dedo de la esfera, el electroscopio mantiene su carga
positiva, debido a la pérdida de electrones, y consecutivamente, al retirar la
barra de ebonita, el electroscopio sigue manteniendo la misma carga: el
electroscopio quedó con carga positiva.
9. Carga de un electroscopio por Inducción. En esta ocasión tomamos la barra de
ebonita y la frotamos con un pedazo de lana, la acercamos a la esfera del
electroscopio sin tocarla. Luego, sin retirar la ebonita tocamos la esfera con el
dedo; retiramos la barra de ebonita y finalmente el contacto a tierra.
Resultado: Al acercar a la esfera la barra de vidrio, las láminas de oro se
repelen; al hacer el contacto a tierra con el dedo, las láminas mantienen su
repulsión. Al retirar el dedo, las láminas de oro continúan con el mismo
efecto (repulsión) y cuando finalmente se retira la barra de vidrio, el
electroscopio mantiene su carga.
Análisis: Para esta situación ya habíamos observado que las dos láminas de
oro (extremos) del electroscopio quedaron cargadas positivamente y en
consecuencia hubo una repulsión entre las hojas del electroscopio,
alejándose.
Cuando se hace contacto a tierra el electroscopio queda cargado
positivamente, ya que sus electrones se dirigen desde éste hacia la tierra. Por
LABORATORIO No. 1 – ELECTROSTÁTICA
OBJETIVOS
1. Observar la presencia de la fuerza entre cargas eléctricas.
2. Deducir experimentalmente la existencia de los dos tipos de carga eléctrica
(positiva y negativa).
3. Observar la diferencia del comportamiento de materiales conductores y
materiales aisladores o dieléctricos.
MARCO TEÓRICO
Para realizar la práctica, empleamos un instrumento conocido como Electroscopio, el
cual se emplea para detectar la carga eléctrica y observar algunas de sus
propiedades.
Los materiales conductores, generalmente en los metales, los electrones más
alejados de los núcleos respectivos adquieren fácilmente libertad de movimiento en
el interior del sólido. Estos electrones libres son las partículas que transportarán la
carga eléctrica. Al depositar electrones en ellos, se distribuyen por todo el cuerpo, y
viceversa, al perder electrones, los electrones libres se redistribuyen por todo el
cuerpo para compensar la pérdida de carga.
Los materiales aislantes o dieléctricos, son aquellos en que los electrones están
firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no
poseen electrones libres y no será posible el desplazamiento de carga a través de
ellos. Al depositar una carga eléctrica en ellos, la electrización se mantiene
localmente.
La carga por contacto se da porque se transfiere gran cantidad de electrones
porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro. Los electrones
más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta,
pero los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden
desalojarse con facilidad.
La carga por inducción ocurre al cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo
que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargada.
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Resultado: Al tocar la esfera con la barra, las láminas de oro se repelen, y
luego al poner el dedo en la esfera sin retirar la barra, las láminas se atraen
entre sí.
Análisis: Posteriormente de haber cargado el electroscopio por contacto con
una barra de ebonita, como se vio previamente, éste quedó con carga
negativa (exceso de electrones); al hacer el contacto a tierra, tocando con el
dedo la esfera del electroscopio, esto ocasionó que el exceso de electrones
del electroscopio se dirigiera hacia la tierra. Como resultado de ello, el
electroscopio de descargó (quedó con igual número de electrones y de
protones).
5. Esta vez tomamos la barra de vidrio y la frotamos con un pedazo de paño, con
ella tocamos la esfera del electroscopio y luego tocamos la esfera con el dedo
(contacto a tierra).
Resultado: Al tocar la esfera con la barra de vidrio, las láminas de oro
presentan efecto de repulsión, y luego al poner el dedo en la esfera sin
retirar la barra, las láminas mantienen su repulsión.
Análisis: Sabiendo que por contacto con el vidrio (previamente cargado) el
electroscopio queda cargado positivamente, al tocar con el dedo su esfera
para generar contacto a tierra, el exceso de electrones que se tenía se
compensa, debido a que éstos viajaron desde la tierra hacia el electroscopio.
De ésta manera este último se descarga (queda con igual número de cargas).
6. Ahora nuevamente tomamos la barra de ebonita y la frotamos con un pedazo de
lana, con ella tocamos la esfera del electroscopio y luego acercamos (sin tocar)
la barra de vidrio cargada. Después la retiramos y en seguida acercamos otra
barra de ebonita cargada.
Resultado: Al tocar la esfera con la barra de ebonita, las láminas de oro se
repelen entre sí, al acercar la barra de vidrio a la esfera, las láminas tratan de
atraerse levemente. Al retirar esta barra y acercar la otra barra de ebonita,
las láminas de oro se vuelven a repeler mutuamente.
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8. Carga de un electroscopio por Inducción. Nuevamente tomamos la barra de
ebonita y la frotamos con un pedazo de lana, la acercamos a la esfera del
electroscopio sin tocarla. Luego, sin retirar la ebonita tocamos la esfera con el
dedo; retiramos el contacto a tierra y finalmente la barra de ebonita.
Resultado: Al acercar a la esfera la barra de ebonita, las láminas de oro se
repelen; al hacer el contacto a tierra con el dedo, las láminas mantienen su
repulsión. Al retirar el dedo, las láminas de oro continúan con su efecto de
repulsión y cuando finalmente retiramos la barra de ebonita, el electroscopio
mantiene su carga.
Análisis: Como ya vimos, las dos láminas de oro (extremos) del
electroscopio quedaron cargadas negativamente al contacto con la ebonita y
ocurrió una repulsión entre las hojas del electroscopio, alejándose.
Cuando se hace contacto a tierra el electroscopio queda cargado
positivamente, ya que sus electrones se dirigen desde éste hacia la tierra. Por
ello, al quitar el dedo de la esfera, el electroscopio mantiene su carga
positiva, debido a la pérdida de electrones, y consecutivamente, al retirar la
barra de ebonita, el electroscopio sigue manteniendo la misma carga: el
electroscopio quedó con carga positiva.
9. Carga de un electroscopio por Inducción. En esta ocasión tomamos la barra de
ebonita y la frotamos con un pedazo de lana, la acercamos a la esfera del
electroscopio sin tocarla. Luego, sin retirar la ebonita tocamos la esfera con el
dedo; retiramos la barra de ebonita y finalmente el contacto a tierra.
Resultado: Al acercar a la esfera la barra de vidrio, las láminas de oro se
repelen; al hacer el contacto a tierra con el dedo, las láminas mantienen su
repulsión. Al retirar el dedo, las láminas de oro continúan con el mismo
efecto (repulsión) y cuando finalmente se retira la barra de vidrio, el
electroscopio mantiene su carga.
Análisis: Para esta situación ya habíamos observado que las dos láminas de
oro (extremos) del electroscopio quedaron cargadas positivamente y en
consecuencia hubo una repulsión entre las hojas del electroscopio,
alejándose.
Cuando se hace contacto a tierra el electroscopio queda cargado
positivamente, ya que sus electrones se dirigen desde éste hacia la tierra. Por
