FORMAS DE ELECTRIZACIÓN Y CARGA ELÉCTRICA

I. OBJETIVO: Comprobar experimentalmente las formas de electrización de los cuerpos.

II. MATERIALES:* Máquina de wimshurt.* Esferas conductoras.* Electroscopio.* Soportes aisladores.* Cables conductores.* Franela.* Papel periódico, etc.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO.

Para empezar un poco de historia. Hacia el año 600 AC, el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se podía crear pequeñas cargas, que atraían pequeños objetos. También habían observado que si la frotaban mucho tiempo podían causar la aparición de una chispa. Los griegos denominaron a este fenómeno electricidad. William Gilbert descubrió que muchos materiales se comportaban de manera parecida al ámbar cuando eran frotados y, por ello, los llamó eléctricos.Todos los átomos de la naturaleza están formados fundamentalmente por electrones protones y neutrones, estas dos últimas particularmente se encuentran en el núcleo del átomo, mientras que los electrones están girando alrededor del núcleo del atomo.se asume que los átomos tienen una carga positiva elemental: -e =1.6 x 10-19C y los protones una carga positiva elemental igual a +e=1.6 x 10-19C. Una carga eléctrica es siempre múltiplo de estas cargas elementales. Así que un cuerpo está cargado cuando tiene exceso o defecto de electrones. Un átomo de un elemento puede tener uno o más estratos en la que están colocados sus electrones según la ley: Z=2N2.dependeiendode su complejidad. Pero en caso de tener más estratos. El último se satura siempre con un máximo de 8 electrones; esteúltimo estrato es la que determina la característica eléctrica y química del elemento. Todoátomo trata de conserva su estado neutro; pero por alguna causa externa ase presentan condiciones por las que se alteran equilibrio térmico, el átomo siempre trata de llegar a un estado en el que su ultimo estrato siempre se sature; por lo que los átomos que tienen menos de 4 electrones en su última capa, los ceden con cierta facilidad; mientras aquellos que tienen más de 4 electrones, tratan de captar los faltantes para saturar su ultimo estrato.El grado de dificultad que presentan los átomos de una sustancia para desprenderse de sus electrones superficiales, ha dado origen a una clasificación de las sustancias conductoras (los que pierden con facilidad los electrones superficiales).Semiconductores y aisladores (que ejercen una fuerte atracción sobre sus electrones superficiales)

La materia por defecto es eléctricamente neutra. Un cuerpo se encuentra cargado cuando ha perdi-do o ganado electrones, de manera que algunos átomos ya no tienen el mismo número de electro-nes que de protones y por tanto se denominan iones. Un átomo se cargará positivamente si pierde electrones y se cargará negativamente si gana electronesCargar o electrizar un cuerpo consiste en conseguir que el número de electrones de algunos de sus átomos no sea igual al número de protonesExisten tres formas de electrizar un cuerpo; por fricción, por contacto y por inducción.

IV. PROCEDIMIENTO:

1). EXPERIMENTO 1. Tome un pedazo de papel periódico y rompa en pedacitos muy pequeños y coloque en

una pequeña región sobre la mesa. Tome la varilla de ámbar, ebonita o de vidrio; frote con la franela y luego acerque el

extremo frotado hacia los pedacitos de papel. observe el fenómeno.Explique la atracción y la repulsión del pedacito de papel de la varilla.

2) EXPERIMENTO 2. Use la máquina de Van de Graaff para cargar una esfera conductora. Ponga en contacto al borde superior del electroscopio y observe el fenómeno.

Explique la separación de la aguja.

3) EXPERIMENTO 3. Sobre un soporte aislante coloque una esfera conductora A. Cargue otra esfera conductora B con la máquina de Van de Graaff y acérquelo sin tocar. Al otro extremo de la esfera A. tóquelo rápidamente con el dedo .finalmente pruebe que la

esfera A esta cargado. Explicación del experimento 1.

Antes del frotamiento tanto la varilla como los pedacitos de o papel están en su estado natural eléctricamente neutro, es decir que sus cargas son iguales a cero (Q=o).Después del frotamiento la varilla queda cargada puede ser positiva o negativamente ,en el supuesto que la varilla queda cargada positivamente; cuando se le aproxima a los pedacitos de papel estos son atraídos ya que como existe un déficit de electrones en la varilla esta quiere recuperar extrayéndolos de los pedacitos de papel y después de cierto tiempo son expulsados.La atracción se debe a que la fuerza de atracción es mayor a la fuerza de repulsión dado que la distancia entre las cargas de signo diferentes es menor a la distancia de signos iguales por lo tanto sucede lo mencionado líneas arriba.La expulsión en cierto tiempo transcurrido se debe a que cuando están en contacto la varilla se neutraliza algunos de sus átomos, quedando cargado tanto la varilla como el papel con el signo tipo de carga y se expulsan.

Explicación del experimento 2.

Usando el generador de Van de Graaff que consiste en una cinta transportadora de material aislante motorizada, que transporta carga a un terminal hueco. Este generador funciona a base de la fricción.Con la ayuda de el generador de Van de Graaff cargamos una esfera conductora y ponemos en contacto la esfera al borde superior del electroscopio lo observado fue la separación de la aguja. Al acercar la esfera cargada al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa será atraída hacia el extremo más cercano de la esfera, mientras que la carga positiva se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos agujas del electroscopio. La situación se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan. Si ahora se aleja la esfera las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente. ¿Qué pasa si se aleja la esfera del extremo del electroscopio? Las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente.

Explicación del experimento 3.Esto sucede a distancia como la esfera B fue cargada positivamente con la máquina de Van de Graaff y al colocarla a cierta proximidad de la esfera A que se encuentra neutra atraerá así si las cargas negativas con los que la región más próxima queda cargada negativamente y la otra región o extremo de la esfera queda cargada positivamente, y al tocarlo con el dedo atrae los electrones de la mano y así queda cargada.

V. CONCLUSIONES:

1. Anote sus conclusiones de las formas de cargar un cuerpo. Haga sus graficas que explican los fenómenos, para cada caso.- Llegamos a la conclusión que hay 3 formas importantes para electrizar un cuerpo las

cuales son por fricción, contacto y por inducción. Se da al transferirle su carga eléctrica un cuerpo con carga a uno neutro, ya que los materiales se electrizar al perder o ganar electrones. No todos los materiales pueden transferir sus cargas, ni recibir cargas, los conductores pueden recibir y mandar electrones mientras que los aislantes no. Su uso más común es en la xerografía en la que un pigmento se fija en las áreas cargadas previamente, lo que hace visible la imagen impresa.

2. Explique lo otros fenómenos presentados por el profesor.

La aspa giratoria de pequeñas longitudes de lana al ser conectada a la máquina de Wimshurf se cargan todas de un mismo signo y tratan de separar una de otra lo más posible que pueda.

Algunas preguntas a responder:

¿Por qué sale la chispa en la máquina de wimshurt?

El generador de wimshurt genera altas tensiones constantes que no son peligrosas al contacto; estas cargas son almacenadas en las botellas de Leyden en cada botella se almacena cargas distintas y al almacenar gran cantidad estas salen por los extremos que tienen forma de doble esfera ya que quieren mantener su equilibrio y es donde se efectúa la descarga de chispas.

Universidad NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE CIENCIA FISICO-MATEMATICAS

INFORME INDIVIDUAL“formas de electrización y carga eléctrica”

Docente : Mg. OswaldoMorales M.Alumno : Alfaro Alfaro, JhonatanEscuela de F.P : Ciencias Físico Matemáticas.Asignatura : FS- 343

Ayacucho – Perú2015