LABORATORIO FÍSICA II

CARGAS ELÉCTRICAS

POR: ING. MECATRÓNICA

Práctica de laboratorio en la cual se experimentó y se hizo una recolección de datos con base en el comportamiento de las cargas eléctricas, realizada en diferentes tipos de materiales que fueron cargados por medio de los procedimientos de contacto, inducción y conducción. Dando como resultados cargas del mismo signo o de signos contrarios, por lo anterior se puede inferir que el material de los instrumentos influye mucho en los resultados obtenidos respecto a las cargas.

Palabras claves: carga, campo eléctrico, carga eléctrica, protones, electrones, neutrones, generador de van de graaff, fricción, polarización.

Practice of laboratory in which experienced and a data collection was based on the behavior of electrical loads, performed in different types of materials that were loaded through the procedures of contact, induction and conduction. Resulting results in charges of the same sign or opposite signs, therefore it can be inferred that instruments material plays a significant part in the results obtained with respect to the charges.

Key words: charge, electric field, electric charge, protons, electrons, neutrons, generator of van de graaff, friction and polarization.

INTRODUCCION

Carga eléctrica: es una propiedad de la materia, provocada por frotación, razón por la cual la materia ejerce fuerza sobre otra.

Un cuerpo está compuesto por muchas cargas.

Fuerza eléctrica: Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2d = Distancia de separación entre las cargasFe = Fuerza eléctrica

Dirección de la fuerza: tratándose de dos cargas como se hizo en el laboratorio, nuestra dirección de la carga será lineal con respecto a la posición de ambas.

Generador de Van de Graaff: objeto electrostático, El generador consiste en una cinta transportadora de material aislante motorizada, que transporta carga a un terminal hueco. La carga es depositada en la esfera por inducción en la cinta, ya que la varilla metálica o peine está muy próximo a la cinta pero no en contacto.

Electroscopio: instrumento por medio del cual podemos saber si un objeto está cargado eléctricamente.

 Si a la esfera o disco se le acerca un cuerpo cargado, o se toca con él, todo el aparato se carga de electricidad, por lo que las dos tiras de lámina, al quedar cargadas con electricidades del mismo signo, se repelen entre sí, de esta manera, el electroscopio permite determinar si un cuerpo está cargado o no: si al tocar con él el disco o la esfera del electroscopio las laminillas se separan, quiere decir que el cuerpo está cargado, mientras que si no se separan, es que no lo está.

METODOLOGIA

MATERIALES DE LABORATORIO

- Dos barras de vidrio- Dos pedazos de lana- Un soporte- Dos barras de plástico- Dos pedazos de polietileno- Un electroscopio- Globos- Generados de van de graaff- Algodón- Nailon- Paño

PROCEDIMIENTO

Primera Estación:

1°: Se toma una barra de vidrio a la cual en uno de sus extremos comenzamos a frotarla con lana para cargarla por fricción. Cargamos la otra barra de vidrio por medio de la frotación de la lana.

2°: teniendo las dos barras cargadas, se acercan por el extremo donde se cargaron.

Segunda Estación:

1°: se toman dos barras de plástico las cuales se frotaron en uno de sus extremos con polietileno (bolsa), y se acercan por los lados en los cuales se cargó.

Tercera Estación:

1°: se tomó una barra de vidrio en el soporte para cargarla frotándola con lana, después de tomo una barra de plástico simultáneamente y la frotamos con polietileno, una vez que la barra de vidrio y la de plástico estuvieron cargadas, se acercaron por el extremo que se cargaron.

Cuarta Estación:

1°: ahora se tomaron dos globos inflados (polímero), uno de ellos fue cargado por medio de fricción en el cabello de una mujer, y se acercó este globo cargado a aquel que estaba neutro.

2°: se tomaron los dos globos cargados simultáneamente y los acercamos.

3°: después de encender nuestro generador de van de graaff y asegurarnos de que estaba cargado acercamos la esfera de menor tamaño.

4°: ahora teniendo el generador de van de graaff, se toman la dos esferas las cuales estaban cargadas, separándolas para colocar un globo en el medio.

5°: se hizo el mismo procedimiento separando las esferas cargadas pero en este caso se puso en medio un trozo de polietileno (bolsa).

6°: en medio de las esferas cargadas se colocó un trozo de algodón (fieltro).

7°: se tomó una tira de plástico y se cargó por fricción con un fieltro. Después se colocaron las dos tiras sobre un soporte.

8°: teniendo estas dos tiras de plástico cargadas sobre el soporte se ubicó un globo cargado en la parte inferior.

ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Primera Estación:

1°: Al realizar el proceso de fricción, y acercar las barras de vidrio a el electroscopio se pudo confirmar que estaban cargadas.

2°: Al acercar las barras de vidrio por los extremos que se cargaron se obtuvo un movimiento de repulsión, debido a que cuando las barras de vidrio se frotaron, la lana quedo cargada negativamente y las barras positivamente por lo cual obtuvimos una repulsión.

Segunda Estación:

1°: No obtuvimos ningún movimiento de este experimento debido a que estos elementos en su último nivel de valencia, sus enlaces son muy fuertes, entonces no liberan electrones por lo cual ninguna de las barras se cargó y no obtuvimos ni repulsión ni atracción.

Tercera Estación:

1°:

CUARTA PARTE

1°:

CONCLUSIONES

Al finalizar con los procedimientos anteriores se ha observado que hay varios tipos de cargas dependiendo del material ya que este tiene una composición química lo que hace que haya un enlace, cuando las barras de vidrio fueron frotadas con lana se observó que había un efecto de repulsión debido a que las barras de vidrio poseen un enlace covalente donde comparten electrones en su último nivel, de esta manera hace que se cargue positivamente y transmita sus electrones a la lana, pero cuando barras de plástico fueron frotadas con polietileno se repelaron debido a que el plástico tiene un enlace iónico de un átomo metal con otro no metal, en donde este pierde electrones y el polietileno tiene la misma composición lo que hace que no haya atracción entre ellos, respecto a la interacción de la barra de vidrio con lana como se planteó anteriormente esta queda cargada positivamente, pero la barra de vidrio que fue cargada con polietileno (Plástico) no quedo cargada porque ambos

materiales son aislantes, por ende ninguno de los dos cede electrones con facilidad, cuando se procedió con las barras de ebonita antes de que se acercaran se puede concluir el tipo de carga que adquiere una con respecto a la otra debido a sus enlaces químicos, estas cargas se repelen debido a que la lana tiene enlaces débiles cediendo electrones a la barra plástica lo que hace que entre ellas no haya atracción ya que posee la misma carga, en este caso negativa , necesariamente el tipo de carga de la ebonita tallada con fieltro y la de plástico tallada con polietileno no son las mismas debido a que en el primer caso el fieltro queda cargado negativamente debido a que el fieltro le sede electrones y en el segundo caso estos tienen enlaces muy fuertes lo que hace que ellas no se carguen porque ninguno de los dos sede electrones fácilmente .

Respecto a los casos vistos con anterioridad se puede observar la interacción entre cargas las cuales dependen de la composición que tengan sus enlaces.

BIBLIOGRAFIA

Carga eléctrica, tomado de la temática vista en clase.

Fuerza eléctrica, dirección de la fuerza http://www.fisicapractica.com/fuerza-electrica.php

Generador de van de graaff. http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_Van_de_Graaff

Electroscopio.

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopio

Bayetilla. https://www.google.com.co/search?q=barras+de+ebonita&espv=2&biw=1440&bih=741&tbm=isch&imgil=yphTvktq6K474M%253A%253BPAGz8soMJO1gEM%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.edu.xunta.es%25252FespazoAbalar%25252Fsites%25252FespazoAbalar%25252Ffiles%25252Fdatos%25252F1335266519%25252Fcontido%25252Flaboratorio%25252FGALERIA%2525252520DEFINITIVA%2525252520FISICA%25252Felectricidade%25252Fpages%25252Fe021_barras_ebonita_plexiglas.htm&source=iu&pf=m&fir=yphTvktq6K474M%253A%252CPAGz8soMJO1gEM

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Ebonita, barra de vidrio.

https://www.google.com.co/search?q=barras+de+ebonita&espv=2&biw=1440&bih=741&tbm=isch&imgil=yphTvktq6K474M%253A%253BPAGz8soMJO1gEM%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.edu.xunta.es%25252FespazoAbalar%25252Fsites%25252FespazoAbalar%25252Ffiles%25252Fdatos%25252F1335266519%25252Fcontido%25252Flaboratorio%25252FGALERIA%2525252520DEFINITIVA%2525252520FISICA%25252Felectricidade%25252Fpages%25252Fe021_barras_ebonita_plexiglas.htm&source=iu&pf=m&fir=yphTvktq6K474M%253A%252CPAGz8soMJO1gEM%252C_&usg=__QwBUgCTZ0os2ZZ1azOWfdNKBVIA%3D&ved=0CCYQyjc&ei=e9UIVcaHCpPfsAT50YKYAQ#tbm=isch&q=ebonita+y+barra+de+vidrio&imgdii=_