ELECTRIZACION

AUTORES:

Miguel Torrenegra. Dairo Zabaleta.

William Coronel.

EMAIL: torrenegrazabaleta@gmail.com

UNIVERSIDAD DEL NORTE

AGOSTO DEL 2008

ABSTRACT

The concept of electricalization is defined as the effect of winning or losing

electric charges, usually electrons. Through this report will analyse the different

methods to charge an object through an experiment conducted in physics class

using appliances such as electrometer which measured the electrical load and

the Faraday’s cage which one of its most important features is to isolate an

electric field.

Key words: power supply, electrons, Faraday’s cage.

RESUMEN

El concepto de electrización se define como el efecto de ganar o perder cargas

eléctricas, normalmente electrones. Por medio de este informe analizaremos

algunos de los diferentes métodos o formas que existen para cargar un cuerpo

eléctricamente mediante un experimento realizado en el laboratorio de física

electricidad utilizando aparatos tales como electrómetro el cual medirá la carga

y la jaula de Faraday la cual su mayor característica es aislar un campo

eléctrico.

Palabras claves: Carga eléctrica, electrones, conductores

eléctricos, jaula de Faraday.

OBJETIVOS:

Generales:

Tener claro conceptos que serán indispensables para realizar la experiencia

tales como: carga eléctrica, conductores eléctricos, electrómetro y jaula de

Faraday.

Especifico:

Comprender las diferentes formas que existen para cargar un cuerpo

(especialmente por contacto, por fricción y por inducción).

Antes de explicar la experiencia realizada en el laboratorio, creemos

conveniente dar unos conceptos que son claves para el entendimiento de dicha

experiencia y que también ayudaran a comprender la electrostática como parte

de la física electricidad. También se darán conceptos como electrómetro y jaula

de Faraday que son instrumentos útiles para el desarrollo de la experiencia.

Carga eléctrica:

La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas,

que se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades

fundamentales:

Cargas iguales se repelen.

Cargas distintas se atraen.

Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de

adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo

que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).

Conductor eléctrico:

Un conductor eléctrico Es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo

cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie.

Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que

permiten el movimiento de cargas. Se llaman conductores eléctricos a los

materiales que puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad

transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores

eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no

metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como

son el grafito, las soluciones salinas (p.e. el agua de mar) y cualquier material

en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para

cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal empleado

universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos.

Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una

conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un

material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión

de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales

se utiliza como conductor el oro. En nuestra experiencia utilizaremos dos

conductores: uno metal y uno no metal.

Electrómetro:

El electrómetro es un aparato que se utiliza para determinar el tipo y cantidad

de carga en dispositivos que en general almacenan "pequeñas" cantidades de

carga eléctrica.

Jaula de Faraday:

Una jaula de Faraday es cualquier recubrimiento metálico, bien conectado, con

la característica de aislar el campo eléctrico.

PRIMER EXPERIMENTO

En nuestra experiencia se utilizaron dos conductores (uno blanco y uno azul)

los cuales se frotaran y al ser colocados dentro de la jaula de diferentes formas

por medio del programa de Data Studio (sensor de carga) y el electrómetro se

vera si el conductor quedo cargado positivamente, negativamente o neutro.

1) Primero frotamos los cuerpos varias veces e introducimos uno de los

conductores (blanco) en la jaula sin tocarla; luego introducimos el otro

conductor. Al observar la grafica en data Studio nos dimos cuenta de

que los dos conductores quedan cargados pero uno con carga negativa

y el otro con carga positiva ya que uno le transfiere electrones al otro.

Esta forma de cargar un cuerpo se le llama carga por fricción que

como su mismo nombre lo indica hay rozamiento entre dos cuerpos (en

este caso dos conductores) y uno le transfiere energía al otro). En este

caso el blanco quedo cargado positivamente y el azul negativamente, lo

que quiere decir que el blanco transfirió energía al azul.

2) En este paso, se dará la electrización por inducción donde el cuerpo

que esta cargado eléctricamente (en este caso el conductor) atrae al

cuerpo neutro. Para observar esto introducimos el conductor

previamente frotado a la jaula y después con el dedo tocamos la jaula

para neutralizarla momentáneamente. En este se nota que el cuerpo

electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro (la

jaula) y por lo tanto o atrae.

3) Para explicar la carga por contacto se vuelven a frotar los conductores

azul y blanco. Esta vez introducimos el conductor a la jaula pero

poniéndolos en contacto y allí notamos que los dos cuerpos quedan con

la misma carga.

SEGUNDO EXPERIMENTO

En esta experiencia tomaremos dos esferas metálicas, una conectada a la

fuente de voltaje electrostática y la otra debe tener carga neutra (la cual

probamos tocándola con un conductor e introduciendo este en la jaula de

Faraday) para que de resultado. Al acercar las esferas por lo menos 1 cm. hay

una interacción entre las cargas de la esfera neutra con la esfera cargada y nos

dimos cuenta que en la esfera neutra hay algunas zonas donde esta cargada

positivamente y en otras cargada negativamente (negativamente donde esta

recibiendo la carga de la otra esfera y positivamente del otro lado).

Conclusiones:

Un cuerpo posee carga neutra en su estado natural, pero al ponerse en

interacción con algún objeto o ya sea con el mismo medio puede quedar

cargado de forma positiva o negativa.

Todo cuerpo sin importar su estructura puede generar un campo y por

tanto una carga.

El suelo esta cargado de forma neutra es por esto que al hacer contacto

con el los electrones se transfieren al suelo y el objeto queda sin carga.

Un cuerpo puede quedar cargado tanto negativa como positivamente,

eso depende del objeto con el que esta sometido.

Bibliografía:

Física experimental Electricidad y magnetismo, Aníbal Mendoza, Luís

Ripoll; Juan Miranda Crespo.