RESUMEN
En este informe se mostrara el procedimiento, los resultados obtenidos y la interpretación de estos mismos. El tema que desarrollamos en esta práctica de laboratorio fue electrostática se hizo a través del análisis de los distintos fenómenos físicos que ocurren a partir de la distribución de cargas en eléctricas en un cuerpo. ABSTRACT This report will show the procedure, results and the interpretation of these the topic developed in this laboratory practice was electrostatic, and was based on an analysis of various physical phenomena that occur from the distribution electrical loads in a body.
INTRODUCCION
La electricidad en la actualidad hace parte de nuestro estilo de vida y además con ella podemos mostrar nuestro gran desarrollo tecnológico, ya que con esta pudo prosperar el ingenio del hombre para generar nuevas tecnologías que usamos en la vida diaria ya sea como por ejemplo radios, televisores, computadores, etc.
El ser humano como tal, es un ser curioso que al observar los fenómenos físicos que lo rodean siempre intenta buscarle la explicación para poder entenderlos.
En principio la investigación que se llevo a cabo acerca de este tema (la electricidad) fue como obtener un cuerpo cargado, lo cual en el experimento que realizamos damos a ver los distintos tipos de carga que puede haber y a su vez como funcionan estos procedimientos.
MARCO TEORICO
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas elementales. Los cuerpos de la naturaleza reaccionan a las cargas eléctricas y estas a su vez reaccionan entre sí, las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen, existen dos tipos de cargas eléctricas llamadas carga positivas y cargas negativas.
La carga se da debido al intercambio de electrones, ya sea por distintos métodos, cuando el cuerpo gana electrones, es decir, cuando este tiene un exceso de electrones este se hallara cargado negativamente, de lo contrario este tendrá un deficiencia de ellos y estará cargado positivamente.
Para cargar un cuerpo se pueden aplicar distintos métodos ya sea por contacto, inducción o fricción estas formas de cargas son las siguientes:
La carga por fricción es cuando dos cuerpos son frotados y estos se transfieren electrones o iones de un cuerpo al otro. Cuando esto ocurre uno de estos cuerpos tendrá un exceso de electrones mientras que el otro tendrá un defice de ellos.
El que tenga un exceso de electrones se considera que esta cargado negativamente y el que tenga un defice de ellos estará cargado positivamente.
La carga por contacto es cuando un cuerpo ya se encuentra cargado ya sea negativamente o positivamente, si este cuerpo llegara a tocar otro cuerpo cuya carga sea neutra la carga de este se le transfiere. Hay que afirmar que esto también depende mucho de si el cuerpo es un buen conductor, si este lo es esa carga se dispersara hacia todas las partes de la superficie del cuerpo que se encuentra neutro, debido a que las cargas del mismo tipo se repelan. Si se presentara el caso de que el cuerpo cuya carga es neutra no es un buen conductor, lo más posible es que abria que tocar a ese cuerpo en distintos puntos para así poder cargarlo.
La carga por inducción es un proceso de cargar eléctricamente un objeto sin tener contacto con él. Un ejemplo de este proceso es si tenemos dos esferas cada una de ellas con cargas neutras y están entre ellas haciendo contacto. Luego si tuviésemos por ejemplo una varilla con carga positiva, y la pusiéramos cerca de las esferas, llamémosla A sucedería que os electrones libres de las esferas serian atraídos y dejarían a la otra esfera con una carga excesiva positiva y la esfera A quedaría con una carga negativa.
Al final se vería que cada esfera tendría la misma magnitud de carga y los signos opuestos.
PROCEDIMIENTO
El laboratorio consistió en dos partes la primera se procedió a tomar dos varitas las cuales contenían en sus extremos cada una un materia distinto, uno de esos materiales era acrílico el cual tenía un color azul y el otro era cuerina el cual tenía un color blanco.
Luego se procedió a frotar estos dos materiales lo cual hizo que se produjera una carga por fricción entre ellos, la cuerina obtuvo una carga positiva es decir que perdió electrones mientras el acrílico obtuvo una carga negativa es decir que gano electrones.
Se tenía una jaula de faraday la cual fue donde realizamos en si este experimento.
Primero ya después de haber cargado estas varitas por fricción procedimos a meter cada una de ellas en el centro de la jaula de faraday con el cuidado adecuado para no tocar absolutamente nada.
Luego de esto nos fuimos por el método de contacto, se hizo igual que el anterior, es decir, cargábamos las varitas por fricción nuevamente, luego se procedía a introducir a estas y luego a diferencia del anterior se tocaba algún punto de la pared de la jaula de faraday.
Y ya por último se uso el método de inducción, al igual que los anteriores las varitas se cargaban por fricción las metíamos, con estas no tocábamos absolutamente nada, después se procedía a tocar con el dedo la jaula interna de jaula de faraday.
Ya terminado esto se procedió a la segunda parte experimental la cual consistió en que se tenían dos esferas metálicas una estaba conectada, y la otra no la esfera que se encuentra conectada al tocarle varios puntos con una varita que en su extremo tenía una circunferencia metálica, al meter esa varita en la jaula de faraday como se hizo al principio sin tocar nada nos daba ver el data estudio que esta esfera se encontraba cargada positivamente. Al acercar la otra esfera con carga neutra a la que estaba cargada positivamente al tocarla con la varilla nos dimos cuenta que la carga de la esfera con carga neutra sus cargas se redistribuyen y la cara de esa esfera se que está en frente de la otra que está cargada positivamente, en ese punto las cargas son negativas en los demás las cargas son positivas.
ANALISIS DE LOS DATOS
Esta es la figura Nº 2 (Gráfica por contacto) primero se coloca la varita de cuerina y la jaula al tener un exceso de electrones comparado con la cuerina cede electrones a la varita por ende queda cargado positivamente, al entrar en contacto con la varita cede las electrones que se a la varita generando una carga mas positiva en la jaula, luego se introduce la varita de acrilico y pasa el efecto contrario, al tener una falta de electrones comparado con la varita de acrilico esta recibe electrones y se carga negativamente.
Esta es la figura Nº 3 (carga por induccion de la varita de acrilico) primero se introduce la varita de acrilico y la jaula queda cargada negativamente, luego se coloca el dedo en la jaula y los electrones se reacomodan saliendo de la jaula y llegando al cuerpo (por esto la disminución de electrones en la jaula), luego se retira la varita y la jaula se carga positivamente por el mismo efecto anterior (se reacomodan los electrones), y al sacar el dedo la jaula queda cargada positivamente.
Esta es la figura Nº 4 (Organización de electrones en la esfera) se coloca una esfera conectada a una fuente y queda cargada positivamente, se le coloca cerca otra esfera y se toman medidas para ver como se organizan los electrones en la esfera 2 (no conectada a una fuente), la primera medida es a la parte que une a las dos esferas (la esfera conectada a la fuente es de carga positiva, atrae los electrones y los reorganiza cerca de la otra esfera).
Pregunta 1: ¿Qué signo tiene la carga obtenida por el productor de carga blanco después de ser frotado con el azul?. ¿Qué signo tiene la carga obtenida por el productor de carga azul?. Explique como cada productor obtuvo esa carga.
Al frotar los dos cuerpos lo cual es una carga generada por fricción, el productor blanco cuyo material era cuerina obtuvo una carga positiva y el productor azul el cual era acrílico obtuvo una carga negativa, esto se debe a la clase del material ya que el acrílico es un material más duradero, es un aislante y tiende a atraer electrones, efecto distinto al de la cuerina que tiende a perder electrones.
Pregunta 2: ¿Qué diferencias observa en la gráfica entre introducir el productor de carga en la jaula sin tocarla y cuando el productor de carga la toca directamente?. Explique con argumentos físicos que sucede en cada caso.
Cuando no toca la carga(carga por fricción) el sensor simplemente marca la carga y al sacarla la varita desaparece, pero cuando la carga es por contacto la jaula queda cargada.
Pregunta 3: ¿Qué puede decir acerca de la distribución de las cargas en la esfera metálica del experimento II cuando está cerca de la esfera conectada a la fuente con relación a la distribución de la carga cuando ésta es cargada por inducción?.
La inducción genera que la esfera no conectada reacomode sus electrones cerca de la esfera conectada a la fuente ya que cargas distintas se atraen y la esfera conectada posee carga positiva.
CONCLUSIONES
Pregunta 1: ¿Qué signo tiene la carga obtenida por el productor de carga blanco después de ser frotado con el azul?. ¿Qué signo tiene la carga obtenida por el productor de carga azul?. Explique como cada productor obtuvo esa carga.
Al frotar los dos cuerpos lo cual es una carga generada por fricción, el productor blanco cuyo material era cuerina obtuvo una carga positiva y el productor azul el cual era acrílico obtuvo una carga negativa, esto se debe a la clase del material ya que el acrílico es un material más duradero, es un aislante y tiende a atraer electrones, efecto distinto al de la cuerina que tiende a perder electrones.
Pregunta 2: ¿Qué diferencias observa en la gráfica entre introducir el productor de carga en la jaula sin tocarla y cuando el productor de carga la toca directamente?. Explique con argumentos físicos que sucede en cada caso.
Cuando no toca la carga(carga por fricción) el sensor simplemente marca la carga y al sacarla la varita desaparece, pero cuando la carga es por contacto la jaula queda cargada.
Pregunta 3: ¿Qué puede decir acerca de la distribución de las cargas en la esfera metálica del experimento II cuando está cerca de la esfera conectada a la fuente con relación a la distribución de la carga cuando ésta es cargada por inducción?.
La inducción genera que la esfera no conectada reacomode sus electrones cerca de la esfera conectada a la fuente ya que cargas distintas se atraen y la esfera conectada posee carga positiva.
1. Explique ¿qué fenómeno físico ocurre cuando se carga un cuerpo mediante el frotamiento con otro cuerpo?
El fenómeno que ocurre en este caso es que al frotarse los dos cuerpos uno termina cediéndole electrones a otro, el que recibe los electrones se carga negativamente y este se le considera que tiene un exceso de electrones mientras que el otro, tendrá un déficit de ellos y este se carga positivamente
2. En el proceso de cargar un cuerpo por inducción. ¿qué ocurre con la carga de la jaula cuando es momentáneamente aterrizada mientras que el productor de carga se encuentra todavía en su interior?
Toma la carga contraria, puesto que la tierra hace que las cargan se repele y escapen-
3. Para el mismo caso anterior, ¿qué ocurre con la distribución de la carga de la jaula después que se retira el productor de carga de su interior?
Cuando se retira el productor se reorganizan los electrones y queda la carga que se obtuvo cuando se introdujo el dedo pero a mayor grado.
4 . En el proceso de distribuir la carga sobre una superficie, ¿el resultado hubiera sido el mismo si se invirtiera el orden del proceso, es decir, si se hubiera retirado primero la esfera cargada y después el dedo?. Explique su respuesta.
No ya que si se invierte el orden no fuera una inducción y la carga no escaparía y se mantendría.
