informe n° 01 de fisica iii.doc

7/24/2019 informe n 01 de fisica iii.doc

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UNIVERSIDAD NACIONAL

SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS, GEOLOGIA Y

METALURGIA

LABORATORIO N 01

CURSO : FSICA III

DOCENTE : MORENO RUBIOS

TEMA : KIT PARA EPERIMENTOS

ELECTROST!TICOS

ALUMNO : CAUS"I ROSAS #"ONN

C$DIGO : 111%010&%&'1

"UARAZ (01)


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INTRODUCCI$NEl presente laboratorio se llevo acabo con la fnalidad de observar y

demostrar experimentalmente los enmenos electrostticos

undamentales, teniendo en cuenta los undamentos tericos de

electrizacin, sus tipos, conductores elctricos, aisladores elctricos,

interaccin electrosttica y la ley de Coulomb

Este laboratorio tambin tuvo como ob!etivo la visualizacin de las

l"neas de uerza o campo elctrico, mediante la ayuda de los

plumeros electroestticos #s" como la verifcacin experimental del

blinda!e electrosttico con la $aula de %araday


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PRIMERA PR!CTICA DE LABORATORIO

EPERIEMTO 1: P*+-../ 2 C3*43 E56.7*/.3 8+* C+73.7+

I% OB#ETIVOS:

&& 'erifcar experimentalmente el enmeno de induccin

electrosttica y la transerencia de car(a por rotamiento y por

contacto

&) Estudiar y mostrar los eectos *ue producen los cuerpos

car(ados elctricamente

II% MATERIALES A UTILIZAR:

)& +na varilla de vidrio

)) -os varillas de plstico

). +na tela de seda

)/ +na plataorma con soporte

III% MARCO TE$RICO Y CONCEPTUAL

#ntes de comenzar a describir los experimentos en electrosttica

invito al lector a realizar el si(uiente experimento, tome una

lapicera de plstico0o cual*uier ob!eto de plstico1, rtela con

uerza en su prenda de vestir, *ue debe estar seca, acr*uela a

un pedacito de papel, lo mas c2ico posible y vera como la

lapicera atrae al mismo3 a partir de este simple experimento se

puede dise4ar una serie de experiencias, *ue son claves en el

estudio de la electricidad


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Cuando se rota una barra de de vidrio con un pa4o bien seco, se

observa *ue ambas ad*uieren la propiedad de atraer cuerpos

livianos como ser trozos de papel o de plstico 0nylon15epitiendo

la experiencia con otras sustancias 0ebonita, resinas, lucita, etc1

se observa el mismo enmeno esta propiedad se la llama

electricidad, y los cuerpos *ue la poseen se dicen *ue estn en

estado elctrico.

6ara estudiar este enmeno se emplea una eserilla de medula

de sa7co suspendida de 2ilo de seda 0pndulo elctrico1, como se

muestra en la si(uiente f(ura

8i se acerca a la eserilla una barra de vidrio en estado elctrico,

la atrae y si se pone contacto, a*uella es rec2azada


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#delantndonos un poco diremos *ue la eserilla se cargoelctricamentecon la mismapolaridad*ue la car(a del vidrio, si

acercamos a2ora ebonita en estado elctrico 0rotada1, atraer la

eserilla, esto permite clasifcar a los cuerpos con estado elctrico

en dos (rupos

8i se car(an dos pndulos elctricos con vidrio y si se trata de

acercarlas las eserillas se rec2azaran y si una eserilla se car(a

con vidrio y la otra con ebonita las eserillas se atraen Estasexperiencias ponen de manifesto *ue la clasifcacin resulta

independiente del material utilizado como reerencia 0medula de

sa7co19a eserilla del pndulo elctrico es rec2azada por el

vidrio, lue(o de 2aber 2ec2o contacto con el, por*ue ad*uiri el

estado elctrico de su misma clase 0car(a de la misma

polaridad1

S+5+ 29/72 + .532 /;2*272 2 273+ 256.7*/.+,

.-2*8+ 2 273+ 256.7*/.+ 2 53


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(rupo, por e!emplo el 6'C al ser rotado con un pa4o ad*uiere

estado ne(ativo

El estado elctrico se puede transmitir por .+73.7+, en la

experiencia con el pndulo elctrico se observa *ue la eserilla

ad*uiri estado elctrico de la misma clase *ue el vidrio al 2acer

contacto con este :ambin puede observarse *ue todo cuerpo

metlico puesto en contacto con un cuerpo en estado elctrico,

ad*uiere dic2o estado

D2.*/8./ 2 5+ ;2


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Cuando un electrn sale de un tomo *ueda en el mismo una

car(a del mismo valor *ue la car(a del electrn pero positiva,

como se observa en la si(uiente f(ura, en su parte superior

tenemos un tomo neutro en una posicin f!a en la estructura de

un slido, en la parte inerior del dibu!o un electrn sale de dic2o

tomo, *uedando una car(a positiva f!a en el tomo y una car(a

ne(ativa mvil desplazndose por la estructura del slido

8upon(amos a2ora *ue rotamos un vidrio con una tela, el eecto

mecnico produce una separacin de car(as, en la tela *uedan

electrones en su superfcie, con una limitacin (rande para

moverse y en el vidrio las car(as positivas de los tomos al *ue

se le *uitaron los electrones por eecto mecnico0se puede

extraer electrones de las sustancias por calentamiento, por

iluminacin o sometiendo a los mismos a campos elctricos muy

intensos1,to*uemos la parte rotada del vidrio a la esera de

medula de sa7co0ver en la biblio(ra"a la nota &1,


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lo *ue 2a ocurrido es *ue el campo elctrico de las car(as del

vidrio atra!eron a electrones de la medula de sa7co *ue pasaron

al vidrio y neutralizaron a al(unos tomos car(adospositivamente y *uedando las dos superfcies tanto la de la

esera como la del vidrio con car(a positiva ,la cantidad de car(a

en el vidrio disminuyo y una cantidad de car(a positiva apareci

en la esera, al 2aber dos cuerpos con car(as positivas se

rec2azan


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#cer*uemos a2ora un metal electrizado a una esera de metal,

donde los electrones tienen la posibilidad de desplazarse,

aparece un nuevo enmeno como se ve en la si(uiente f(ura,

en realidad este enmeno no tiene nada de esttico y es en

realidad bien dinmico, al estar sometido la esera metlica a un

campo elctrico debido a las car(as del metal electrizado,produce en la estructura de la esera de metal un

desplazamiento de car(as, la misma comienza en la superfcie

del metal cercana al cuerpo electrizado, al(unos electrones se

separan de sus tomos en el metal y se desplazan 2acia la

derec2a de la esera, a su vez estos tomos car(ados

positivamente atraen a otros electrones de una capa o zona mas

a la iz*uierda del metal los cuales neutralizan a estos tomos,

lue(o se orma otra capa o zona de tomos car(ados

positivamente mas a la iz*uierda y desaparece la zona inicial, de

este modo se va desplazando 2acia la iz*uierda la zona de

tomos car(ados positivamente, se desplaza la car(a positiva no

los tomos y se lle(a a un punto *ue este movimiento cesa con

una car(a positiva superfcial a la iz*uierda de la esera y una

car(a ne(ativa en la superfcie derec2a de la esera,


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Como vemos de la f(ura anterior se producen car(as elctricas

en la esera metlica sin *ue el vidrio to*ue a la mismaza este

enmeno lo denominamos /-../ 256.7*/.3, en el caso de

los plsticos como el tel(opor tambin se produce un eecto

similar pero con una separacin de car(as mas restrin(ida

#l poner al metal electrizado en contacto con la esera, los

electrones pasan al metal neutralizando al(unos tomos delmismo

#l *uedar la esera con car(a positivadla misma es rec2azada por

el metal al *ue le altan al(unas car(as positivas, el lector puede

ver en esta pa(ina2ttp;;(raa?>lo


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en la *ue se (enero un potente campo elctrico con un

(enerador de 'an de @raa?, donde la esera metlica primero es

atra"da por el eecto de induccin elctrica, al tocar al (enerador

se produce la transerencia de car(as, lue(o la esera *ueda con

la misma polaridad *ue el (enerador y la esera es rec2azada,

debido a *ue oscila la misma vuelve al (enerador y es rec2azada

nuevamente

A si ale!amos al metal electrizado de la esera de metal, se

produce un nuevo desplazamiento de zonas car(adas en el

metal, al estar las car(as positivas apretadas en la zona iz*uierda

de la esera y no estando ya el campo elctrico del vidrio estas se

rec2azan unas a las otras distribuyndose, el desplazamiento se

produce de i(ual manera al descrito anteriormente, pero en este

caso *ueda en la esera una car(a neta positiva distribuida en la

superfcie de la misma ,como se muestra en la si(uiente f(ura

#plicando estos conceptos intentemos explicar la si(uiente

ma*uina utilizada para (enerar car(as elctricas, la esera de


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vidrio es rotada continuamente por el cuero, en el mismo

*uedan car(as ne(ativas y en el vidrio car(as posit"vaselas

mismas inducen car(as ne(ativas en el extremos derec2o del

con!unto metlico, Este con!unto tiene un electrodo en su

extremo derec2o *ue no toca a la esera de vidrio siendo la

separacin muy pe*ue4a, en el extremo iz*uierdo de dic2o

con!unto metlico, se (eneran car(as positivas de acuerdo a lo

estudiado anteriormente, si durante la operacin de la ma*uina

conectamos y desconectamos momentneamente el extremo

iz*uierdo a tierra, las car(as positivas pasaran a la tierra, las

car(as ne(ativas de la derec2a permanecen en ese lu(ar por el

eecto inductor de la esera *ue (ira, lue(o paramos de 2acer

(irar la esera y tendremos al con!unto metlico car(ado

ne(ativamente

IV% METODOLOGA

A% PRODUCCI$N DE CARGA POSITIVA Y NEGATIVA

a1 9impiar la superfcie de la varilla de vidrio y del

electroscopio

b1 -ispon(a el e*uipo tal como se muestra en la f(ura

c1 Co(er la varilla de vidrio por un extremo y aproximarlo

2asta el

Electrodo central del electroscopio

d1 Con la fnalidad de obtener car(as positivas sobre lavarilla de


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'idrio rtela con la tela de seda suave, para lue(o

aproximarlo al electrodo central del electroscopio

e1 :ocar el electrodo del electroscopio con la varilla de vidrio

Car(ado, para transerir electrones

1 6ara obtener ms car(as sobre el electroscopio 2abr *ue

repetir

varias veces el proceso de rotacin y transerencia

5e(istre sus observaciones 6ara descar(ar el

electroscopio to*ue con un dedo el electrodo central

(1 5epita los pasos anteriores para los casos en *ue la varilla

es de plstico 0ne(ro1 y se rota con seda

21 5epita el proceso para el caso en *ue la varilla es de

acr"lico y se rota con seda

B% DETERMINACI$N DEL TIPO DE CARGA%

a1 8e toma como car(a positiva a*uella *ue aparece en elvidrio cuando esta es rotada con seda -ic2a car(a a

sido transerida al electroscopio *uedando car(ado como

se muestra en la f(ura

b1 8e rota vi(orosamente la varilla de plstico con la tela de

seda (ruesa y se le acerca sin tocar la esera del

electrodo del electroscopio En caso de *ue las laminillas

del electroscopio de abriesen ms, la avarilla de plstico


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tendr car(a del mismo si(no *ue la del electroscopio En

caso contrario la varilla tendr si(no opuesto

c1 5epita el paso anterior para el caso en la varilla *ue se

rota es la varilla de acr"lico con lanilla

C% ATRACCI$N YO REPULSI$N ELCTRICA%

a1 %riccionar uertemente la varilla de plstico de color ne(ro

# con la tela de seda y lue(o colocarlo en la plataorma

(iratoria con soporte, como se muestra en la f(ura+bicar su centro su centro de (ravedad y permitir *ue

(ire libremente

b1 %riccionar la varilla de plstico ne(ro B con la tela de seda

y lue(o acercarlo a la varilla de plstico colocada en la

plataorma (iratoria acer (irar la varilla # e varias

vueltas

c1 %riccionar la varilla de vidrio C con la tela de seda y lue(oacercarlo a la varilla # 2aciendo (irar varias vueltas Evite

tocar la varilla de vidrio con la de plstico mientras (ira3

esta debe ser (uiada por la varilla de vidrio

d1 %riccionar la varilla de acr"lico con la tela de seda y lue(o

acr*uelo a la varilla # 2aciendo (irar varias vueltas,

evitando tocarla 5e(istre sus observaciones

e1 5epita el experimento para varias combinaciones de lasvarillas

V%

C!LCULOS Y RESULTADOS


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A% P*+-../ 2 .3*43%

D& #l acercar la varilla de vidrio sin rotar al electroscopio

Fu ocurre con las laminillas del electroscopioG Fu

implica estoG

Ho ocurre nada

9a 2o!uela del electroscopio no se 2a desplazado a nin(7n

lu(ar por*ue la varilla de vidrio ni el electrodo no tienen

car(a

D) #l acercar la varilla de vidrio previamente rotada con la

seda al electroscopio Fu ocurre con las laminillas del

electroscopioG a ad*uirido al(una propiedad la varilla

de vidrioG

#l acercar la varilla de vidrio car(ada positivamente al

electrodo, la 2o!uela del electroscopio se desplaza en

sentido 2orario

#l retirar la varilla de vidrio las 2o!uelas vuelven a su

estado normal

El desplazamiento de la 2o!uela del electroscopio se

produce por la polarizacin de car(as, es decir, las car(as

positivas atraen a las car(as ne(ativas del electroscopio,

*uedando en la parte superior del electroscopio las car(as

ne(ativas y en las 2o!uelas del electroscopio car(as

positivas3 esto se debe por*ue existe una repulsin entre

las car(as positivas o de i(ual si(no

#l retirar la varilla de vidrio se !untan car(as ne(ativas y

positivas es por eso *ue la 2o!uela del electroscopio

re(resan a su estado normal


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D. Fu ocurre con las laminillas del electroscopio cuando

+d :oca la esera centralG

#l acercar la varilla de vidrio, car(ada positivamente, al

electrodo del electroscopio, la 2o!uela del electroscopio se

desplaza en sentido 2orario

#l retirar la varilla de vidrio el electrodo del electroscopio

*ueda car(ado positivamente

Es enmeno sucede por*ue la varilla (ana electrones y el

electroscopio *ueda car(ado positivamente, dando lu(ar

a la separacin de las 2o!uelas del electroscopio por la

uerza de repulsin entre las car(as positivas


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D/ 8i +d 5eemplazo la varilla de vidrio por una de plstico o

una de acr"lico previamente rotada Cules ueron sus

observacionesG

#l acercar la varilla de plstico, se observa *ue las

laminillas del electroscopio se atraen

B% TIPO DE CARGA UE TIENE UN CUERPO%

D& :omando como reerencia la car(a del vidrio cuando se

rota con seda Fu tipo de car(a ad*uiere la varilla de

vidrio cuando se rota con sedaG

#d*uiere car(a positiva

D) Fu tipo de car(a tiene la varilla de acr"licoG

#d*uiere car(a ne(ativa

C% ATRACCI$N Y REPULSI$N DE CARGAS%

D& #l acercar la varilla B a la varilla #, existe atraccin o

repulsinG 6or *u (ira la varilla #G

Existe atraccin, por *ue la varilla # esta car(ada

ne(ativamente y la varilla B positivamente

D) @irar la varilla # descar(ada al acercrsele la varilla B

car(adaG 6or *uG

8i, por *ue la varilla # esta en estado neutro

D. Fu sucede si se toca la varilla # car(ada con la varilla B

tambin car(adaG Expli*ue el enmenoG


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8i(nifca *ue las car(as de las varillas se 2an neutralizado

por lo *ue no se repelen ni se atraen

D/ 5esponda a las pre(untas anteriores si se usa las varillas

#3 C y -

Ho ocurre atraccin ni repulsin por *ue las varilla se

encuentran en estado neutro

DD Fu sucede cuando toca con la mano la re(in car(ada

de la varillaG Expli*ue

ay liberacin de ener("a en orma de calor debido a *ue

al ser rotada las varillas, sus electrones y protones 2an

sido excitados

VI% CONCLUSIONES

o 8e verifco experimentalmente el enmeno de induccin

electrosttica y la transerencia de car(a por rotamiento y por

contacto

VII% SUGERENCIAS

o El proceso de producir car(a resulta eectivo si es *ue se

traba!a en un lu(ar seco y evitar las inuencias de la 2umedad

o Es imprescindible se(uir el procedimiento de la (u"a como se

indica puesto *ue traba!ar con car(as elctricas puede resultar

peli(roso si no se toma las precauciones debida


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EPERIMENTO (: INDUCCI$N ELECTROST!TICA

I% OB#ETIVOSS

&& 'erifcar el enmeno de induccin electrosttica

&) Estudiar el enmeno de induccin electrosttica

mediante la conexin a tierra

II% MARCO TE$RICO Y CONCEPTUAL%

C3*43 8+* I-../

9a induccin es un proceso de car(a de un ob!eto sin contacto directo

+n cuerpo car(ado elctricamente puede atraer a otro cuerpo *ue

est neutro Cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo

neutro, se establece una interaccin elctrica entre las car(as del

primero y las del cuerpo neutro

Como resultado de esta interaccin, la distribucin inicial se altera el

cuerpo electrizado provoca el desplazamiento de los electrones libres

del cuerpo neutro

En este proceso de redistribucin de car(as, la car(a neta inicial no

2a variado en el cuerpo neutro, pero en al(unas zonas se car(a

positivamente y en otras ne(ativamente

8e dice *ue aparecen car(as elctricas inducidas Entonces el cuerpo

electrizado, denominado inductor, induce una car(a con si(no

contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae

El dia(rama de aba!o muestra el procedimiento para electrifcar un

cuerpo por induccin Es importante tener en cuenta *ue la car(aobtenida por este mtodo es de si(no opuesto a la car(a del inductor


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En este experimento se usan dos eseras conductoras con man(o

aislante y el (enerador de 'an de @raa? 8e pueden obtener distintascombinaciones de car(a elctrica de las eseras conductoras en

dependencia del procedimiento se(uido

9as dos eseras conductoras se car(an elctricamente, cada una de

ellas con distinto si(no #mbas eseras se car(an elctricamente con

el mismo si(no

III% MATERIALES Y EUIPOS

)& +na placa cuadrada de vidrio or(nico

)) +n tubo pe*ue4o de nen

). +na placa de aluminio redonda con tornillo

)/ +na barra cil"ndrica de plstico ne(ro con tuerca

)D +na tela de seda

IV% METODOLOGA

a. Entornillar el manubrio plstico a la placa circular de

aluminio

b. %rotar uertemente con seda la placa del de acr"lico 2asta

*ue se car(ue 0evite el contacto "sico de la parte rotada1


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c. 8ostener con la mano el manubrio de la placa de aluminio

y acelerarla lo ms cerca posible a la placa de vidrio 0se

recomienda 2acer contacto para *ue la electrizacin en la

placa circular por induccin sea ms eectiva1

d. 8ostener con la otra mano el tubo de nen y ponerlo en

contacto con la placa de aluminio 8e notar *ue el tubo

de nen relampa(uea instantneamente debido al u!o

de car(a elctrica

e. 8epara el tubo de nen y posteriormente la placa de

aluminio, *uedando esta ca(ada ne(ativamente como se

muestra en la f(ura

f. +na vez separada la placa de aluminio, conecte con el

tubo de nen, a2ora nuevamente el tubo de nen

relampa(uear, indicando *ue existe nuevamente u!o de

car(a tal como se muestra en la f(ura

g. 5epetir el experimento 0cuantas veces sea necesaria1

para verifcar el proceso de induccin

V% C!LCULOS Y RESULTADOS


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D& Expli*ue el proceso "sico por el cual se car(a la placa

metlica circular de aluminio

8e car(a por el proceso de induccin

D) Indi*ue el tipo de car(a *ue se induce en la placa

metlica en ambas caras y donde se ubica dic2a car(a

Fu suceder si toca ud 9a placa con su manoG Expli*ue

El tipo de car(a es ne(ativa, se ubica entre el plstico y

las placas circulares

9os electrones *ue se encuentran en la placa, se trasladan

mediante el cuerpo 2umano y se depositan en la tierra

D. Expli*ue por *u relampa(uea el tubo de nen al ponerlo

en contacto con la superfcie de la placa metlica

D/ Cmo de ser la distribucin de car(a en un conductor

aislado puntia(udoG

8e distribuyen las car(as con mayor intensidad en las

zonas puntia(udas

VI% CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS

%1% CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS

1% El estudio del enmeno de la electrosttica no slo

tiene inters acadmico, tambin lo tiene prctico,

por e!emplo El pararrayo instrumento *ue sirve

para conducir los rayos de manera *ue no aecten

las estructuras de los edifcios


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(% 8e comprob *ue para car(ar un conductor por

induccin no se re*uiere contacto con el cuerpo

inductor de la car(a solo se re*uiere contacto entre

los dos cuerpos

%(% SUGERENCIAS

& El proceso de producir car(a resulta eectivo si es *ue

se traba!a en un lu(ar seco y evitar las inuencias

de la 2umedad

) Es imprescindible se(uir el procedimiento de la (u"acomo se indica puesto *ue traba!ar con car(as

elctricas puede resultar peli(roso si no se toma las

precauciones debida


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EPERIMENTO &: LNEAS DE CAMPO ELCTRICO

I% OB#ETIVOS

J Kostrar experimentalmente las l"neas de campo elctrico

J -escribir cualitativamente las l"neas de campo elctrico

II MATERIALES

& -os varillas de vidrio y um trozo de seda

) +na m*uina de Linns2urst

. Cables de conexin

/ -os plumeros electroestticos

D +n acelerador de 'an de @raa?

III FUNDAMENTO TEORICO

Experimentalmente se 2a demostrado *ue existen dos tipos de

car(a elctrica, una llamada car(a positiva y la otra llamada

car(a ne(ativa #simismo se 2a comprobado *ue car(as de

i(ual si(no se repelen y car(as de distinto si(o se atraen


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El espacio *ue le rodea a una car(a elctrica se llama campo

elctrico y ste nos permite medir los eectos *ue e!erce dic2a

car(a sobre sus alrededores +n concepto muy 7til introducido

por Kic2ael %araday para visualizar la conf(uracin de un

campo elctrico es el de l"neas de campo elctrico o l"neas de

uerza

9as l"neas de uerza permiten visualizar la distribucin del

campo elctrico alrededor de una car(a o de una distribucin de

car(a

9as l"neas de uerza del campo elctrico se dibu!an teniendo en

cuenta los si(uientes criterios

& 9as l"neas de uerza salen de las car(as positivas y entran a

las car(as ne(ativas

) El vector campo elctrico es siempre est diri(ido a lo lar(o

de la tan(ente a cual*uier punto de la l"nea de uerza

. -onde las l"neas de uerza estn ms !untas, la intensidad

del campo elctrico es ms intenso

/ 9as l"neas de uerza del campo elctrico nunca se cruzan

6ara el caso de car(as puntuales, las l"neas de uerza son

radiales 6ara un radio r constante medido desde la car(a a un

punto p, el campo elctrico ser constante 6ara el caso de undipolo elctrico, sistema ormado por dos car(as de i(ual


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ma(nitud pero de si(no contrario, las l"neas de uerza salen de la

car(a positiva y van a la car(a ne(ativa El mismo n7mero de

l"neas de uerza *ue emer(e de la car(a positiva lle(a a la

ne(ativa

IV METODOLOGA%

a Car(ar la varilla de vidrio rotando con el pa4o de seda y lue(o

tocar la barra metlica de plumero electrosttico, realizar este

procedimiento varias veces 2asta *ue los 2ilos se abran como

se muestra en la f(ura, re(istre sus observaciones

b -escar(ue el plumero tocando el plumero con las manos

c Car(ar dos varillas, una de vidrio y dos de plstico, y lue(o

car(ar a los plumeros con distintas car(as, acercarlos

posteriormente 2asta obtener la conf(uracin mostrada

d 5epetir el proceso anterior car(ando a los plumeros con car(as

del mismo si(no 2asta obtener la conf(uracin mostrada

e 6ara car(ar el plumero utilice un cable para conectar un

electrodo de la m*uina de Lins2urst con el soporte metlico

del plumero #note su observacin con relacin a los 2ilos de

seda del plumero

#l conectar el cable al plumero se le *uita car(as ne(ativas,

entonces los 2ilos del plumero *uedan car(ados positivamente

producindose una separacin entre ellos y adems con la

base vertical del plumero

6ara car(ar los dos plumeros con car(as de dierente si(no

utilice el cable para conectar los dos electrodos de Lins2urst

con los soportes metlicos de los plumeros #note su

observacin con relacin a los 2ilos de seda de los plumeros

( 5epite el paso anterior conectando los dos plumeros con

alambres a un solo electrodo de la m*uina de


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%%1% Expli*ue lo *ue sucede cuando la varilla de vidrio es

puesta en contacto con la barra metlica del plumero

9os 2ilos del plumero son atra"dos, estos se abren, existe

el proceso de polarizacin de las car(as del vidrio

%%(% 6or *u toman la orma *ue ud 'e las plumas al ser

tocada la varilla metlica del plumero con la varilla

car(adaG Expli*ue

:oma la orma de expansin, *ue al momento de car(ar el

vidrio, se encuentra positivo, mientras *ue el plumero se

encuentra en car(a ne(ativa, por ello el vidrio los

electrones del plumero

%%&% Fue relacin cree ud Fue (uarda el n(ulo de abertura

de los 2ilos de seda de la pluma con la cantidad de

electricidadG

Kientras ms car(ado, ms repulsin, mayor n(ulo

%%)% -etalle lo *ue observ cuando en el experimento utiliz la

m*uina de Lins2urt, sustentado correctamente el

anlisis

#l conectar el cable al plumero se le *uita car(as

ne(ativas, entonces los 2ilos del plumero *uedan

car(ados positivamente producindose una


29/42

separacin entre ellos y adems con la base vertical

del plumero

6ara car(ar los dos plumeros con car(as de dierente

si(no se utiliz el cable para conectar los dos

electrodos de Lins2urst con los soportes metlicos

de los plumeros+nas ves car(adas los dos plumeros, se observan *ue

los 2ilos de estos tienden a !untarse, por la uerza

elctrica de atraccin *ue existe entre car(as

dierentes.


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6ara car(ar los plumeros con car(as del mismo si(no

se utiliz dos cables para conectar un polo de la

m*uina de Lins2urst con los soportes metlicos de

los plumeros

#l car(ar los plumeros con car(as i(uales se observ

*ue los 2ilos de un plumero se repel"an con los 2ilos

del otro plumero


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%%% -escriba sus observaciones experimentales al 2acer uso

del acelerador de 'an de @raa?

8e dispuso de los si(uientes materiales dos plumeros

electrostticos un (enerador de 'an de @ra?, cables de

conexin

8e car(o un plumero utilizando un cable conductor

8e puede visualizar *ue al car(ar el (enerador de 'an de

@ra? y conectarlo con el plumero las puntas se levantan

Este enmeno sucede por la uerza *ue existe dentro de

los campos elctricos




o -el acto de rotar dos ob!etos resulta la produccin de car(a

o 9as l"neas de uerza no se cruzan ni se cortan

o 9as l"neas de uerza *ue abandonan la car(a positiva terminan

en la car(a ne(ativa

VII%% SUGERENCIAS



o Es imprescindible se(uir el procedimiento de la (u"a como se

indica puesto *ue traba!ar con car(as elctricas puede resultar

peli(roso si no se toma las precauciones debida


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EPERIMENTO ): EL GENERADOR DE VAN DE GRAAFF

I% OB#ETIVOS

&& +tilizar el acelerador de van de (raa? para producir

car(as elctricas

&) Conocer las partes y uncionamiento de este (enerador de

car(as elctricas

II% MARCO TE$RICO CONCEPTUAL%

Cuando un conductor car(ado se coloca en contacto con el

interior de un conductor 2ueco, toda la car(a del primero

conductor se transfere al conducto 2ueco En principio, es

posible incrementar la car(a en el conductor 2ueco y su

potencial, sin l"mite, repitiendo el proceso

E5 422*3+* 2 V3 2 G*33H

'an de @raa? invent el (enerador *ue lleva su nombre en

&M.&, con el propsito de producir una dierencia de potencial

muy alta 0del orden de )N millones de volts1 para acelerar

part"culas car(adas*ue se 2ac"an c2ocar contra blancos f!os

9os resultados de las colisiones nos inorman de las

caracter"sticas de los n7cleos del material *ue constituye el

blanco

El (enerador de 'an de @raa? es un (enerador de corriente

constante, mientas *ue la bater"a es un (enerador de volta!e

constante, lo *ue cambia es la intensidad dependiendo *ue los

aparatos *ue se conectan

El (enerador de 'an de @raa? es muy simple, consta de un

motor, dos poleas, una correa o cinta, dos peines o terminales
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html#Movimiento%20en%20un%20campo%20el%C3%A9ctricohttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html#Movimiento%20en%20un%20campo%20el%C3%A9ctricohttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html#Movimiento%20en%20un%20campo%20el%C3%A9ctricohttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html#Movimiento%20en%20un%20campo%20el%C3%A9ctrico


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2ec2os de fnos 2ilos de cobre y una esera 2ueca donde se

acumula la car(a transportada por la cinta


+n (enerador de 'an de @raa?

J +na esera de descar(a

J un plumero electrosttico

J +n electroscopio

J Cables de conexin

IV% METODOLOGA

a #ntes de la operacin, 2ay *ue limpiar, con tela suave y

limpia, las dos eseras, las puedas, la correa y el tubo de

poli(ls

b 8e abre la mitad del casco superior del casco y se a!usta

el tornillo para *ue la correa *uede adecuada y las rudas

superior e inerior paralelas

c 8e a!usta el colector superior para *ue se acer*ue al

mximo para la correa, sin tocarla

d 8e conecta el colector con la bola de la descar(a

elctrica 8e conecta el interruptor de colector con el

colector deba!o, al mismo tiempo, al mismo tiempo,

colo*ue la tabla de alambre de tierra en el suelo


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e 8e conecta el interruptor de uente elctrica del motor

para arrancarlo 8i la 2umedad del ambiente es alta, se

enciende la lmpara secadora, cuando el aire 2umedoso

es expedido del aparato, se apa(a el motor y se cierra la

mitad superior de casco #2ora el (enerador esta listo

para la demostracin

8e conecta el circuito de tierra del motor para arrancarlo

y prote(er contra la u(a de car(a

( En a*uellos lu(ares donde no existe corriente elctrica y

la 2umedad relativa es menor al ONP, se puede recurrir a

la operacin manual, es decir 2acer (irar la manivela en

el sentido del relo!

2 Cuando comienza a uncionar el (enerador, no debe tocar

con las manos las bolas ni las partes metlicas expuestas

Cuando de!e de usar el (enerador, debe 2acer contacto

las dos bolas para *ue se descar(uen la electricidad

remante, con la fnalidad de *ue pase corriente a travs

del cuerpo 2umano 0no 2ay peli(ro para la vida, por la

corriente es muy pe*ue4a1

i 6roceda a realizar las si(uientes operaciones

)%1 E52.7*/>3./ 8+* C+73.7+

#cer*ue la bola de descar(a al casco del acelerador

de 'an de @raa?

#l tocar la esera de descar(a al acelerador 2abr

sacado un poco de car(a

#cer*ue a2ora la esera de descar(a 2acia el

electroscopio

:o*ue la cabeza del electroscopio con la esera de

descar(a tal como se muestra en la f(

5e(istre sus observaciones


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)%1 C3


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#cer*ue la lmpara de len al cuerpo del alumno sin

tocarlo

-e!e pasar cierto tiempo 2asta *ue el cabello ba!e

indicando *ue ya se 2a descar(ado, entonces recin

2(alo ba!ar de la tabla 6roceda con cuidado y con

calma

V% C!LCULOS Y RESULTADOS%

%%1% Expli*ue *ue es lo *ue sucede cuando la esera de

descar(a es puesta en contacto con el electrodo central

del electroscopio

8e produce la car(a por induccin, suponiendo *ue el

(enerador esta car(ado positivamente 6ara la esera sus

electrones se pasan a la parte adelante y los protones a

la parte de atrs

%%(% #l acercar el plumero electrosttico al (enerador de 'an

de @raa? Fu sucede con los 2ilos de sedaG Expli*ue

8e observ *ue se levantan, es decir los 2ilos de seda son

atra"dos por el (enerador de 'an de @raa?


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%%&% Fu tipo de simetr"a tiene el campo elctrico producido

por el casco del (eneradorG Expli*ue

9a simetr"a *ue presenta es de acuerdo a su orma

(eomtrica, en este sentido3 al ser este casco (enerador

esrico, el campo elctrico es esrico tambin

%%)% 6or *u los cabellos del alumno se levantaG

8i una persona *ue est elctricamente aislada 0encima

de un ca!a de plstico, por e!emplo de bebidas1 toca con

su mano el (enerador, se car(a elctricamente 8i su pelo

es liso y est limpio, se pone de punta 8ale muy bien con

ni4os pe*ue4os con el pelo lar(o 0su pelo es ms fno1

%%% Cuando +d #cerca el tubo de nen al alumno Fu

observG Expli*ue su respuesta

%%% El radio del casco esrico es de )Ncm -etermine

Cunta car(a puede producir sin provocar la ruptura

elctrica en el aireG

%%J% El electrodo conductor esrico de un (enerador de 'an

de @raa? esta car(ado 2asta un potencial de N,&O&NQ'

alle el radio m"nimo *ue debe tener el cascarn esrico

para *ue no ocurra la ruptura dielctrica del aire


Con la realizacin de este experimento el alumno

aprender de una manera prctica y sencilla por medio

de la observacin y mane!o de este experimento realizado


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con ese mismo ob!etivo :ratamos de explicar con este

experimento los principios de la electrosttica y el volta!e

VII% SUGERENCIAS

8iempre *ue se traba!a con un (enerador de 'an de

@raa? 2ay *ue extremar las precauciones al mximo para

evitar recibir descar(as.


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EPERIMENTO : LA #AULA DE FARADAY

I% OB#ETIVOS

1%1% Kostrar el blinda!e electrosttico

&) -eterminar en donde reside la car(a elctrica en un

conductor

II% MARCO TE$RICO Y CONCEPTUAL

+na !aula de %araday es cual*uier recubrimiento metlico, bien

conectado, con la caracter"stica de aislar el campo elctrico -e tal

modo las descar(as *ue se producen en el exterior de la !aula no

aectan el interior

El eecto 3-53 2 F3*33 provoca *ue el campo

electroma(nticoen el interior de un conductor en e*uilibrio

sea nulo, anulando el eecto de los campos externos Esto se

debe a *ue, cuando el conductor su!eto a un campo

electroma(ntico externo, se polariza de manera *ue *ueda

car(ado positivamente en la direccin en *ue va el campoelectroma(ntico, y car(ado ne(ativamente en el sentido

contrario 6uesto *ue el conductor se 2a polarizado, este (enera

un campo elctricoi(ual en ma(nitud pero opuesto en sentido

al campo electroma(ntico, lue(o la suma de ambos campos

dentro del conductor ser i(ual a N


.& -os plumeros electroestticos

.) +na $aula de %araday

.. +na base con soporte para colocar la !aula de araday

./ +na m*uina de Lims2urt o un (enerador de 'an de

@raa?

.D +n electroscopio.Q Cables de conexin
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9tico


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IV% METODOLOGA

3% Instale el e*uipo como se muestra en la f(ura

% Con un alambre de conexin de cobre conecte la !aula de

araday con un electrodo de la m*uina de Lims2urt

.% a(a (irar la manivela para producir car(a elctrica en la

!aula de araday

% Rbserve lo *ue le sucede a los plumeros exterior e interior

a l !aula #note sus observaciones

2% 5eemplace la m*uina de


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%%1% Expli*ue lo *ue le sucede a los plumeros cundo la !aula

de %araday esta conectada con la m*uina de Lims2urt

en uncionamiento

9os 2ilos del plumero exterior son atra"dos por la !aula de

%araday

%%(% Expli*ue lo *ue le sucede a los plumeros cuando la !aula

de %araday esta conectado con el (enerador de 'an de

@raa?

8uceden los mismos enmenos

%%&% 8e(7n sus observaciones existe campo elctrico en el

interior de la !aula de %aradayG $ustif*ue sus respuestas

Ho, se anulan las ca(as en la parte interior, si existe

campo elctrico en el exterior, por *ue solo se almacenan

en la parte exterior

%%)% En donde reside la car(a en la !aula de %aradayG

9a car(a reside en la parte exterior de la !aula de %araday

%%% 8i reemplaza el plumero interior por un electrmetro Fuobservaciones obtieneG

8uceden los mismos enmenos por *ue en el interior no

2ay car(a


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VI% CONCLUSIONES

8e concluye *ue !aula de %araday es una ca!a cuyas

paredes son de material conductor -entro de una ca!a

con paredes conductoras el campo elctrico es cero, y

esto impide la propa(acin de cual*uier onda

electroma(ntica en su interior

VII% SUGERENCIAS

:ener muc2a precaucin al momento de manipular los

e*uipos y materiales

'erifcar antes de iniciar el ensayo *ue los materiales y

e*uipos estn en buen estado

8e(uir de manera correcta los procedimientos *ue nos

indica la (u"a

informe n° 01 de fisica iii.doc

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