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ELECTRIZACIN POR FROTAMIENTO
Recordemos que la materia est formada por tomos que,si son neutros se debe a
que el nmero de cargas que hay en los mismos es igual.
Varillas de diferentes materiales frotadas con tela se acercan a trozos de algn
material liviano tal como corcho, papel o semillas de grama. Se observa como
dichos materiales son atrados por las varillas debido a la carga elctrica presente.
Si se frota una barra devidrio con un pao deseda,hay un traspaso de electrones
del vidrio a la seda. El vidrio adquiere una carga elctrica positiva al perder un
determinado nmero de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son
atradas por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedarcargados elctricamente ambos cuerpos, ejercen una influencia elctrica en una
zona determinada que depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha
zona se llama campo elctrico.
En el caso del acetato se carga positiva mientras el pao de seda se carga
negativamente.
En cualquiera de estos fenmenos se pierden o se ganan electrones, pero el
nmero de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al
nmero de electrones aceptado por el otro, de ah que en conjunto no hayproduccin ni destruccinde carga elctrica.
Importante: Este experimento no sale muy bien si la humedad ambiental es
elevada.
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4. PROCEDIMIENTO
1. Ubique en la mesa de trabajo, en la posicin ms adecuada, la Mquinade Wimshurst y de Van Der Graff.
2. Revise que todo este en perfectas condiciones, cualquier anomalainforme al profesor de turno.
Maquina de Wimshurst
3. Identifique las partes de las mquinas electrostticas.
4. Gire lentamente la manivela en sentido horario, los conductorestransversales deben sealar, por arriba, hacia la izquierda y, por debajo,
hacia la derecha, en un ngulo de 45, en relacin con la barra deaislamiento.
5. Mantenga el interruptor de aislamiento abierto y anote lo observado.Observacin:Las escobillas empiezan a frotar rpidamente a los discos,tocando rpidamente las placas de estao, mientras los pinceles de metal
se van cargando con carga elctrica, cada uno con uno diferente.
6. Ahora cierre el interruptor, anote lo observado.
Observacin: Al cerrar el interruptor, ambas cargas de cada pincel seneutralizan, se igualan las cargas, y para que queden con cargas
diferentes cada uno, se tiene que realizar el procedimiento anterior.
7. Conecte las botellas de Leyden,anote lo observado.
Observacin: No se puede observarcon certeza, pero se sabe que las
cargas elctricas de cada conductor se
estn almacenando en cada botella(La botella de Leyden es undispositivo que permite almacenarcargas elctricas comportndose
como uncondensador). Si se acercan las barras de acoplamiento, se vecomo se genera carga electricidad, que pasa de un extremo a otro.
Los pasos 5, 6 y 7 se efectan girando las manivelas del equipo.
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8. Determine la polaridad del generador electrosttico por medio de unelectroscopio, este ltimo se carga con un electrodo y se toca luego con
una barra de plstico previamente frotada con lana. Anote el signo de la
carga.
Observacin: Se acerca una barra de vidrio al electroscopio, y se vecomo la lamina de metal en el electroscopio se separa, indicando una
carga positiva, en uno de los electrodos del aparato (Maquina deWimshurst)
9. Ahora acerque una lmpara de fluorescente y anote lo observado,identifique la polaridad de la lmpara.
Observacin:La lmpara nos ayuda a tratar de eliminar la humedad, altransmitirle calor al poco vapor de agua presente.
10. Descarga de punta; colocar larueda de punta sobre el
rodamiento de agujas en el
soporte, conectar la fuente de
carga y transmitir la carga, anote
lo observado.
Observacin: Se ve como larueda va girando, en sentido
antihorario, y se debe a que las
cargas se acumulan en la partefinal de cada punta de la rueda, y
como se llena de un potencial
elctrico, eso origina movimiento y energa en cada extremo, logrando el
movimiento de estos.
11. Pndulo doble; colocarun pndulo de bolitas de saco en
soporte con gancho, conectar a la
fuente de carga y transmitir una carga
a travs de esta, anote lo observado.
Observacin: se ve como las bolitasse repelen, y es porque cada una se
lleno de la misma carga, provocando
una repulsin entre ellas.
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12. Juego de campanas;colocar sobre eljuego de campanas, conectar la fuente
de carga y aumentar lentamente la
carga suministrada, anote lo
observado.
Observacin:Se ve como las bolitasse separan de una campana mayor y
tocan las otras campanas de rato en
rato. Esto ocurre porque, todo el
sistema conformado por las
campanas, se llena de las mismas
cargas, e inmediatamente las bolitas
en estado neutro (ya que estas estn
unidas al sistema mediante unoscables aislantes), son atradasinmediatamente por la del centro, y al hacer contacto, se cargan de igual
forma, para luego repelerse contra ella, y se dirigen hacia las de los
costado, para luego chocar y volver a repelerse, y hacer eso de rato en
rato.
13. Tablero de destellos;colocar el tablero de destellos en el
soporte, conectar las fuentes decarga y aumentar lentamente el
volumen de la carga suministrada,
anote lo observado.
Observacin: Se ve como seforman destellos de luz en cada
seccin cercana de metal del
tablero. Esto se debe, a que, la
carga elctrica viaja, por la cadena,
hasta el tablero, y luego de lamina
en lamina en el tablerillo, y como
estas estn alejadas, se ve un
destello de luz, el cual indica, el
paso de cargas de lamina en
lamina.
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CUESTIONARIO
01. Cmo puede UD determinar el signo de las cargas de las esferas detecnoport?, Explique:
En la experiencia de laboratorio no se pueden identificar el tipo de carga que tiene
cada una pero al repelerse nos damos cuenta que son de signos iguales. Pueden ser
ambas de cargas negativas o positivas.
02. En las experiencias efectuadas, Cmo podra aplicar el principio desuperposicin? Explique.
Los experimentos demuestran que cuando dos cargas ejercen fuerzas de manera
simultnea sobre una tercera carga, la fuerza total que acta sobre esa carga es la
suma vectorial de las fuerzas que las dos cargas ejerceran individualmente. Esta
propiedad importante, llamada principio de superposicin de fuerzas, se cumplepara cualquier nmero de cargas.
03. Del experimento realizado, se puede deducir Qu tipo de carga se traslada deun cuerpo a otro?
Durante el experimento no se puede
determinar qu tipo de carga tiene cada uno
de ellos, pero s saber si son cargas iguales
o diferentes por su atraccin o repulsin.
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04. Enuncie los tipos de electrizacin, explique cada caso
Electrizacin por frotamiento
La electrizacin por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la
friccin, los electrones externos de los tomos del pao de lana son liberados
y cedidos a la barra de mbar, con lo cual sta queda cargada negativamente
y aqul positivamente. En trminos anlogos puede explicarse la electrizacin
del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenmenos se pierden o se
ganan electrones, pero el nmero de electrones cedidos por uno de los
cuerpos en contacto es igual al nmero de electrones aceptado por el otro, de
ah que en conjunto no hay produccin ni destruccin de carga elctrica. Esta
es la explicacin, desde la teora atmica, del principio de conservacin de la
carga elctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teora sobre la
base de observaciones sencillas.
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Electrizacin por contacto
La electrizacin por contacto
es considerada como la
consecuencia de un flujo de
cargas negativas de uncuerpo a otro. Si el cuerpo
cargado es positivo es
porque sus
correspondientes tomos
poseen un defecto de
electrones, que se ver en
parte compensado por la aportacin del cuerpo neutro cuando ambos entran en
contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el
neutro adquiere carga elctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan
transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como
si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de
que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa
de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesin de electrones.
Electrizacin por induccin
La electrizacin por influencia o induccin es un efecto de las fuerzas elctricas.
Debido a que stas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente enlas proximidades de otro neutro atraer hacia s a las cargas negativas, con lo
que la regin prxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es
negativo entonces el efecto de repulsin sobre los electrones atmicos
convertir esa zona en positiva. En ambos casos, la separacin de cargas
inducida por las fuerzas elctricas es transitoria y desaparece cuando el agente
responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.
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05. Porque el cuerpo humano es un buen conductor de electricidad.
Porqu casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen conductor de
electricidad. De acuerdo con la electrofisiologa, ciencia que estudia las reacciones
que produce la corriente elctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo
reacciona cuando una descarga circula por el organismo y los efectos biolgicos
dependen de su intensidad. Se ha descubierto que las partes ms sensibles son la
retina y el globo ocular, pues ante cualquier estmulo elctrico producen una
sensacin luminosa. Le sigue la lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.
06. Un objeto cargado positivamente se acerca a la esfera de un electroscopio y seobserva que las laminillas se cierran; y cuando se sigue acercando, sin tocar la
esfera, de pronto las hojuelas se abren Qu tipo de carga tiene elelectroscopio?
Si acercamos un cuerpo cargado con carga positiva, por ejemplo una lapicera que ha
sido frotada con un pao, las cargas negativas del conductor experimentan una
fuerza atractiva hacia la lapicera. Por esta razn se acumulan en la parte ms
cercana a sta. Por el contrario las cargas positivas del conductor experimentan una
fuerza de repulsin y por esto se acumulan en la parte ms lejana a la lapicera.
Lo que ha ocurrido es que las cargas se han desplazado, pero la suma de cargas
positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta delconductor sigue siendo nula.
Si ahora alejamos la lapicera, las cargas positivas y negativas del electroscopio
vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsin entre las hojas desaparece y se juntan
nuevamente.
07. Qu funcin cumplen las botellas de Leyden en la mquina de Wimshurst?
La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas elctricas
comportndose como uncondensador.
La misma botella acta como un materialdielctrico (aislante) entre las dos capas delcondensador.
http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico5/24/2018 PROCEDIMIENTO fisica 3
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08. Durante el uso del generador electrosttico se percibe un olor caracterstico,investigue a que se debe.
El olor caracterstico percibido durante la experiencia se debe a la formacin de ozono
(O3)
Esto se lleva a cabo por la reaccin qumica del aire (oxigeno) al producirse lasdescargas elctricas.
La reaccin se da en dos pasos:
O2 O + O
LUEGO
O + O2 O3
09. Explicar el poder de las puntas y sus aplicaciones
El denominado efecto punta es el nombre de un efecto que se produce por la
acumulacin de energa en dicha parte de un cuerpo.
Cuando los conductores metlicos terminan en punta se acumula mucha carga en
ellas, la densidad de carga es muy alta y en las proximidades se crea un intenso
campo que ioniza el aire.
Es de especial inters en muchas aplicaciones como elpararrayos, inventado por el
propio Franklin tras sus experimentos con una cometa en das de tormenta. Para
realizar dichos experimentos, Franklin lanzaba una cometa de seda, con una punta
metlica en la parte ms alta, unida a un cordel tambin de seda. Del cordel colgabauna llave, que una el dispositivo con tierra (carga elctrica neutra), provocando as la
descarga del rayo
10. Mencionar 5 aplicaciones del equipo de van de Graff
Posteriormente con el desarrollo de la Fsica de partculas tambin se usa para
realizar experimentos en este campo.
Aprovechando el uso inicial de acelerar electrones tambin se usa en procesos de
esterilizacin (alimentos, etc.)
Se usa en maquinaria de rayos X como conductor de cargas.
Este equipo se desarroll con el objetivo inicial de realizar experimentos de Fsica
Nuclear para acelerar partculas cargadas (iones).
http://es.wikipedia.org/wiki/Pararrayoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Pararrayos5/24/2018 PROCEDIMIENTO fisica 3
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CONCLUSIONES
Algunos cuerpos pueden cargarse positivamente, mientras que otros que pueden
cargarse negativamente.
Los cuerpos al encontrarse en diferente cantidad de carga tienden a equilibrar su
carga, cuando hacen contacto.
Los materiales como el vidrio se cargan positivamente
Mientras que materiales como la seda se cargan negativamente.
La fuerza de atraccin entre cargas depende tambin del radio de las esferas.
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RECOMENDACIONES
El uso de estas maquinas se deben realizar con mucho cuidado, ya que las cargas
elctricas, viajan transmitiendo carga elctrica.
Al momento de querer transmitir carga a cada barra, se debe sostener uno de ellos
con un pao, para q la carga que se est transmitiendo viaje por nuestra mano, y
llegue a tierra.
Tratar de reducir la humedad ya que afectara en la conduccin.
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