EXPERIENCIA N° 00

TÍTULO

“FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS”

Profesor : Remigio Barrera B.

Alumno : Diego Carvajal García

Fecha: 12 / 11 / 2010

UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE CIENCIAS DEPTO. DE FÍSICAANTOFAGASTA

II. Cuerpo:

2.1 Objetivo

Conocer experimentalmente los procesos electrostáticos en ciertos objetos. Estudiar experimentalmente ciertos fenómenos electrostáticos. Determinar la relación de algunos fenómenos electrostáticos.

2.2 Información previa

La electrostática estudia los fenómenos producidos por distribuciones de cargas eléctricas o campo electrostático de un cuerpo cargado.

Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.

La existencia de los fenómenos electrostáticos es bien conocida desde la antigüedad; existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotamiento y atraen pequeños trozos de papel o pelo.

Todo fenómeno electrostático se fundamenta en 4 factores, que son:

Polarización: se refiere al ordenamiento de cargas; todo conductor cargado atrae a uno descargado por efecto de la polarización.

Contacto: señala que existe una transferencia de electrones, de negativo a positivo, donde debido a la interacción 2 cuerpos en contacto después quedan con igual signo.

Portadora de carga: indica que cada cuerpo lleva en su manto cargas eléctricas. Densidad de carga: apunta a la distribución de la carga en cada objeto.

Dentro de los ejemplos de fenómenos electrostáticos, se tiene entre los más connotados a:

1) Efecto de Viento electrostático:

Consiste en que una aguja metálica, conectada a un terminal negativo de energía, se genera “viento helado” capaz de perturbar a, por ejemplo, una llama de fuego. En este caso, la materia ha experimentado una agitación molecular, dando origen a una elevación de temperatura, por lo tanto se obtiene un cambio de presión, constituyéndose así el viento electroestático.

El pararrayos es una aplicación del viento electrostático. Su inventor fue Benjamín Franklin. Mucha gente había ya imaginado que el rayo podría ser una chispa eléctrica, del mismo tipo que se producían en el laboratorio, pero de un poder tremendo. Para confirmar esta teoría hizo una serie de experimentos con un cometa que remontaba los días de tormenta; los resultados confirmaron la teoría: las nubes tormentosas llevaban grandes cantidades de electricidad. Entonces Franklin instaló en su casa una barra metálica muy alta que estaba unida con un alambre a un juego de campanas; cuando las nubes estaban suficientemente cargadas, atraían las cargas contrarias de la superficie terrestre que se concentraban en el asta, el alambre y las campanas, sobre todo en el asta y finalmente escapaban por la punta. Las campanas sonaban con gran estrépito.

2) Efecto Molinete:

Este fenómeno es una extensión del viento electrostático. Para realizarlo, se coloca sobre un soporte o aguja metálica un molinete metálico y se conecta a una fuente de carga que provoca un torque electroestático debido a un flujo de electrones, induciendo movimiento; la corriente eléctrica sale por la punta, a causa de que el molinete tiene un movimiento giratorio que tira cargas al ambiente. Es así que las puntas análogas también generan viento electrostático. Se debe considerar el torque electrostático para estudiar este fenómeno.

3) Efecto Granizo:

Para este fenómeno, se tiene la conexión de dos placas metálicas a una diferencia de potencial, la cual causa el revoloteo de unas pequeñas bolitas de médula de saúco, ubicadas dentro de una pequeña caja plástica; el campanario eléctrico que hay en el interior del mismo medio se vale de un efecto tal, que dos bolitas golpean la campana en un proceso continuo de carga-repulsión/descarga-atracción.

III. Desarrollo Experimental:

3.1 Materiales:

IV. Parte final:

4.1 Resumen y Conclusión:

Al concluir de esta experiencia, se puede establecer que los fenómenos electrostáticos se basan esencialmente en procesos de polarización, contacto, portabilidad de carga y densidad de carga, que básicamente apuntan a que 2 o más objetos electrostáticos en primera instancia reordenan sus cargas entre sí, para luego generar una transferencia de electrones, con lo cual cada uno posteriormente porta cargas eléctricas y así finalmente distribuirla en todas sus dimensiones.

Dentro de tipos de fenómenos electrostáticos, se tiene al viento electrostático. Esta situación indica que cuando los conductores metálicos 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.

El efecto molinete es una extensión del fenómeno anterior, donde el efecto eléctrico en puntas demuestra la acumulación de cargas en los extremos de los objetos metálicos, lo que ocasiona el giro de aspas, conectadas a fuentes de energía, al ionizar el aire de su entorno.

Finalmente el efecto granizo, señala que cuando se conectan 2 placas metálicas a una fuente de voltaje dentro de un medio cerrado, se genera un revoloteo de pequeñas bolitas también ubicadas en su interior, las cuales están en un continuo proceso de carga-repulsión y de descarga-atracción.

4.2 Bibliografía:

Dentro de las fuentes de información consultadas para la realización de este informe, se encuentran:

http://www.fisica.ucn.cl/ http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/trabajo_glosario/

electrostatica/electrostatica.pdf http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad1.htm http://www.tecnoedu.com/F1000/Electrostatica.php http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_corona