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LABORATORIO CARGAS ELECTRICAS Stiven Tenjo Tenjo Hernández jtenjoh@ucentral jtenjoh@ ucentral.edu.co .edu.co Daniel Felipe González
[email protected] Sergio Alejandro Cruz
[email protected] Anderon Anderon Steven Steven !arg !arga a avargam"@ucentral.edu.co 0ara 0ara 'ue 'ue un cuer cuerpo po e carg cargue ue$$ (a ea ea poi poiti tiva va o negati negativam vament ente$ e$ tiene tiene 'ue vere vere a&ecta a&ectado do de alguna alguna manera manera.. 1na &orma &orma de altera alterarr el cuerpo cuerpo *uponer *uponer un metal-$ e calentarlo. )n ete cao el cuerpo ad'uiere má o meno electrone$ pue el n2mero de protone permanece generalmente contante.
RESUMEN: Se tomaro tomaron n distin distintos tos materi materiale ales s para para la real realiz izac ació ión n del del labo labora rato tori rio, o, como como lo son: son: barr barra a de plástico, barra de vidrio, barra de metal, trozo de paño, trozo de seda, trozo de piel de conejo, papeles cortados en pequ pequeñ eños os troz trozos os,, …, como como prim primer era a part parte e del del labo labora rato tori rio, o, se tení tenía a que que frot frotar ar las las barra barras s de los los diferentes diferentes materiales materiales mencionad mencionados, os, con los trozos trozos de paño seda y conejo haciendo varias combinaciones, y acercarlos a los trozos de papel para mirar el efecto que producía, como seunda parte se tenía que mirar la atracción! atracción!repuls repulsión ión que causaba causaba el frotamient frotamiento o de las barra barras s con con los los troz trozos os de paño paño,, seda seda y cone conejo jo,, y acercarlos a otras barras en un montaje establecido en el labora laborator torio io y observ observar ar el fenóme fenómeno, no, como como tercer tercera a parte, se tenían las tres barras con sus tres trozos, al frotarlos y acercarlos a un cordón de aua muy fino, se observaba el fenómeno"
magen 3. Tran&erencia de electr%n al cuerpo neutro
PALABRAS CLAVE # Carga negativa$ carga poitiva$
Cuando lo electrone paan de un cuerpo a otro$ el electrones se car#a cuerpo 'ue p!er%e pos!t!&aente ( el 'ue #ana #ana ele electr ctrone oness se car#a car#a ne#at!&aente. )te movimiento de electrone e lo 'ue e llama corriente el,ctrica.
atracci%n$ &rotamiento$ repuli%n.
1 INTRODUCCIÓN Todo Todo lo cuerpo 'ue no rodean etán compueto de electrone$ protone ( neutrone. )n mucho cao la cantidad de protone ( electrone no e la mima *el cuerpo no etá e'uili+rado el,ctricamente-. )n el cao de 'ue un cuerpo tenga má electrone 'ue protone e dice 'ue etá cargado negativamente ( i tiene tiene má protone protone 'ue electr electrone one e dice dice 'ue etá cargado poitivamente. Cuando la cantidad de protones
4/5 magen ". Corriente el,ctrica
y elec electr tron ones es es la !s !sa" a" la car# car#aa es n$la n$la o ne$tra *el cuerpo cuerpo no etá etá cargad cargado-. o-. )n el iguie iguiente nte diagrama e preentan do cuerpo con carga nula o neutra.
magen /. Cuerpo en etado neutro
1
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' MARCO TEORICO
'( CONDUCTOR ELECTRICO
'(1 LE) DE COULOMB
1n conductor el,ctrico e un material por el 'ue puede ha+er un &lujo de carga el,ctrica con cierta &acilidad ( in decomponere 'u7micamente.
a magnitud de cada una de la &uerza el,ctrica con 'ue interact2an do carga puntuale en repoo e directamente proporcional al producto de la magnitud de am+a carga e inveramente proporcional al cuadrado de la ditancia 'ue la epara ( tiene la direcci%n de la l7nea 'ue la une. a &uerza e de repuli%n i la carga on de igual igno$ ( de atracci%n i on de igno contrario(
'(2 AISLANTE ELECTRICO ) el material 'ue e utiliza para recu+rir alg2n elemento de una intalaci%n el,ctrica. Como e ailante no e conductor de la energ7a.
'(3 ELECTROSCOPIO '(' *UER+A NUCLEAR
)l electroscop!o e un intrumento 'ue e utiliza para a+er i un cuerpo etá cargado el,ctricamente.
o protone en el n2cleo del átomo etán cargado poitivamente. Si lo protone interact2an$ on cai iempre eparado por la &uerza electromagn,tica. *89ecuerda$ la carga opueta e atraen ( la carga iguale e repelen:-. Sin em+argo$ cuando do o má n2cleo e acercan mucho$ la &uerza nuclear interviene. a &uerza nuclear e un centenar de vece má &uerte 'ue la &uerza electromagn,tica$ a7 e 'ue la &uerza nuclear puede ;pegar; a lo n2cleo ( hacer 'ue ocurra la &ui%n. a &uerza nuclear e tam+i,n conocida como la &uerza &uerte. )ta e una de la cuatro &uerza &undamentale en el 1nivero. a &uerza nuclear mantiene unida a la má +áica de la part7cula elementale$ lo 'uar<. o 'uar< e com+inan para &ormar a lo protone ( neutrone en el n2cleo at%mico.
, PROCEDIMIENTOS ,(1 Proce%!!ento 1 0ara realizar la eBperiencia e utilizaron tre materiale para hacer &ricci%n *pao$ piel de conejo$ eda- o+re tre +arra de di&erente materiale *metal$ vidrio$ plático-$ e eBperimentaron di&erente &rotacione en la poi+le com+inacione$ acercando la +arra a tre di&erente altura a uno trozo de papel upendido en una mea. !er reultado en la ta+la/.
'(, PROTON
,(' Proce%!!ento '
)l prot-n e una part7cula u+at%mica con una carga el,ctrica elemental poitiva / */$6 = />?/ C-$ igual en valor a+oluto ( de igno contrario a la del electr%n$ ( una maa /"6 vece uperior a la de un electr%n.
)n el procedimiento 3 realizamo el eBperimento utilizando lo mimo materiale del procedimiento / pero agregamo un material para otener upendida la +arra para ver u movimiento *oporte-. Tomamo di&erente com+inacione dejando una de la +arra upendida ( con la demá e &rota+an con el material 'ue e o+erv% 'ue e carga+an má en el primer procedimiento hac7amo eto con toda la com+inacione poi+le paando por toda la +arra acercándola ( o+ervando i eta ten7an el &en%meno de repuli%n o e atra7an entre 7$ en ete mimo eBperimento e lleva+an la mima +arra con lo materiale en lo cuale e carga+an má a un chorro de agua de un gri&o ( proced7amo a lo mimo o+ervar el cam+io con cada material ver reultado en la ta+la 3.
'(. ELECTRON Com2nmente repreentado por el 7m+olo# e/$ e una part7cula u+at%mica con una carga el,ctrica elemental negativa. 1n electr%n no tiene componente o u+etructura conocido$ en otra pala+ra$ generalmente e de&ine como una part7cula elemental.
'(0 CARGA ELECTRICA a carga el,ctrica e una magnitud &7ica caracter7tica de lo &en%meno el,ctrico. a carga el,ctrica e una propiedad de lo cuerpo. Do carga poitiva e repelen entre 7$ al igual 'ue do carga negativa. 1na Carga poitiva ( una negativa e atraen.
2
. electrizado a un cuerpo neutro$ e eta+lece una interacci%n el,ctrica entre la carga del primero ( el cuerpo neutro. Como reultado de eta relaci%n$ la reditri+uci%n inicial e ve alterada la carga con igno opueto a la carga del cuerpo electrizado e acercan a ,te. )n ete proceo de reditri+uci%n de carga$ la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro$ pero en alguna zona etá cargado poitivamente ( en otra negativamente Decimo entonce 'ue aparecen carga el,ctrica inducida. )ntonce el cuerpo electrizado induce una carga con igno contrario en el cuerpo neutro ( por lo tanto lo atrae.
Tomado de: http://www.fisica.uson.mx/manuales/fisgen/fisgen-lab10.pdf
,(, Proce%!!ento , )n ete procedimiento eBperimentamo la carga por inducci%n ( contacto en un electrocopio$ o+ervando la eBplicaci%n cuando de decarga ete o e cargado por alguna de la do opcione.
. ANALISIS E4PERIMIENTAL
In%$cc!-n
An5l!s!s 1 Mater!ales
*$er6a Atracc!-n
Intens!%a%
aja +aja-
*Altura
D,+il
0lático ( Alta eda +aja0lático ( Alta pao +ajaEetal ( conejo ada
*Altura
Fuerte
0lático conejo
(
Toa%o %e8 9ttp8::9tl(r!ncon%el&a#o(co:electrostat!ca;0(9tl
*Altura
De+il ula
Eetal ( pao
ada
ula
Eetal ( eda
ada
ula
!idrio ( conejo
ada
ula
!idrio ( pao
Eedia *Altura +ajaaja *Altura +aja-
Eedia
!idrio ( eda
?
?
?
Al er &rotada la +arra de plático ( acercada al electrocopio reci+e la carga tranmitida por la +arra ( la conduce a la hoja$ teniendo en cuenta el comportamiento de la mima e determina la carga del elemento 'ue e 'uiere analizar$ i la carga on del mimo igno e repelen ( la hoja e eparan por el contrario i la carga on opueta la hoja e atraen. a ditancia entre la carga e determinante al eta+lecer la eta+lecer la &uerza de atracci%n entre la mima. Al retirar primero la mano del electrocopio la hoja e eparan ( el electrocopio e carga negativamente$ por el contrario al retirar primero la +arra$ el electrocopio inicialmente tran&iere la carga al dedo ( ad'uiere un etado neutro o de decarga.
aja
)l vidrio e un material 'ue etá contituido por part7cula de Silicio$ un emiconductor$ lo 'ue 'uiere decir 'ue ni e conductor ni tampoco ailante. )to eBplica la poca atracci%n 'ue tuvo la +arra de vidrio con lo papele. )l plático e un material totalmente ailante$ por lo cual retiene la carga ( no permite u pao li+re. ) por eto 'ue ete material e &ácil de polarizar ( por lo tanto atrae mucho papele. o 'ue ucede con el metal e algo mu( l%gico. Como e un conductor$ no e puede polarizar$ (a 'ue ete da pao li+re al &lujo de carga. 0or eto e 'ue no atrae ni un olo papel.
Contacto
Toa%o %e8 9ttp8::9tl(r!ncon%el&a#o(co:electrostat!ca;0(9tl
)n primera intancia e neceario cargar el electrocopio con un igno conocido$ puede determinare el tipo de carga el,ctrica de un o+jeto aproBimándolo a la e&era. Si la laminilla e eparan igni&ica 'ue el o+jeto etá cargado con el mimo tipo de carga 'ue el electrocopio. De lo contrario$ i e juntan$ el o+jeto ( el electrocopio tienen igno opueto.
An5l!s!s ' 77777777777777777777 77777777777777777777 An5l!s!s ,
Al acercar un material el,ctricamente neutro al electrocopio la carga e a+or+ida por dicho material ( la hoja regrean al lugar original.
1n cuerpo cargado el,ctricamente puede atraer a otro cuerpo 'ue etá neutro. Cuando acercamo un cuerpo
3
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0 CONCLUSIONES •
Al electrizar o+jeto por &rotamiento ( luego por contacto eto 'uedan con carga del mimo igno 'ue el cuerpo electrizado. uego cuando acercamo el cuerpo electrizado al o+jeto$ ete e atrae ( e produce el &en%meno llamado repuli%n.
•
Al electrizar 3 cuerpo por &rotamiento con carga de di&erente igno$ ( e hace contacto con el o+jeto eto o+tienen carga ditinta ( el o+jeto e carga para realizar una atracci%n entre lo cuerpo electrizado ( el o+jeto$ el cual al tocarlo con el dedo e decarga.
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Cuando electrizamo un cuerpo por &rotamiento ( hacemo contacto con el electrocopio$ lo electrone paan a trav, de la lámina ( eta e repelen de+ido a 'ue lo electrone del cuerpo ( el electrocopio tienen carga de igno iguale.
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)lectrizamo un cuerpo por &rotamiento ( lo acercamo al electrocopio$ lo electrone paan a trav, de la lámina ( eta e repelen de+ido a 'ue lo electrone del cuerpo ( el electrocopio tienen carga de igno iguale$ pero le colocamo el dedo para hacer contacto con tierra ( eto e junta de+ido a 'ue lo electrone 'ue eta+an en la lámina ecapan hacia la tierra.
BIBLIOGRA*IA •
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para
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